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Das Funktionsprinzip von Siliziumkarbidstäben basiert auf den Halbleitereigenschaften und den physikalischen und chemischen Eigenschaften ihres Hauptrohmaterials, hochreinem Siliziumkarbid. Aus Sicht der Leitfähigkeit ist Siliziumkarbid ein Halbleiter mit großer Bandlücke. Bei Raumtemperatur gibt es nur wenige freie Ladungsträger und einen hohen Widerstand. Nach dem Einschalten absorbieren Elektronen Energie und springen in das Leitungsband, um Strom zu erzeugen. Gitterschwingungen unterstützen die Elektronenmigration, um den Widerstand zu verringern, und wenn die Temperatur steigt, verringert sich die Bandlückenbreite. Die Zunahme der Ladungsträgerkonzentration bewirkt, dass sich der Widerstand mit einem negativen Temperaturkoeffizienten ändert. In Bezug auf den Heizmechanismus erzeugt die Kollision zwischen den Ladungsträgern und dem Gitter Wärme, wenn Strom durch den Siliziumkarbidstab fließt, gemäß dem Jouleschen Gesetz.
Während des Arbeitsprozesses zeigen verschiedene Temperaturstufen unterschiedliche Eigenschaften: Der Widerstand nimmt von Raumtemperatur bis 400 °C langsam ab; der Widerstand nimmt von 400-700 °C deutlich ab und die Oxidationsrate beschleunigt sich, was einen schnellen Temperaturanstieg erfordert, um ihn zu überwinden; oberhalb von 700 °C bildet sich auf der Oberfläche ein dichter Siliziumdioxid-Schutzfilm, die Oxidationsrate verlangsamt sich und tritt in einen stabilen Arbeitsbereich ein. Um die Leistungsstabilität zu gewährleisten, ist ein einstellbarer Transformator oder ein Thyristor-Leistungsregler erforderlich, um die Spannung in Echtzeit entsprechend der Temperatur anzupassen. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Wärmeleitfähigkeit des Siliziumkarbidstabs, dass seine Wärme schnell an die Oberfläche übertragen wird, wodurch das beheizte Objekt durch Strahlung und Konvektion erwärmt wird. Der selbst erzeugte Siliziumdioxid-Schutzfilm auf seiner Oberfläche kann verhindern, dass Sauerstoff eindringt, und seine Lebensdauer verlängern. Wenn jedoch der Widerstand anormal ansteigt, thermische Spannungen mechanische Brüche verursachen oder chemische Korrosion den Oxidfilm zerstört, versagt der Siliziumkarbidstab.