硅碳棒电热元件，是以碳化硅为主要原材料，经过一定的成型工艺，通过2000°C以上的高温烧结而制作而成的一种非金属电热元件。硅碳棒将电能转化为热能的过程与金属电阻丝的发热有本质的区别。硅碳棒在通电发热过程中，其电阻率随着温度的不同而呈非线性变化。在室温至800°C(国产硅碳棒)，随着温度的升高电阻率迅速减小，在800°C时达到最低值，随着温度进一步升高，其电阻率开始增大，并且增加的幅度愈来愈高。硅碳棒的最高使用温度不能超过1450°C，使用温度超过此值硅碳棒将快速老化，使用寿命将受到严重影响。硅碳棒在使用过程中电阻值将缓慢增大，当其电阻值增大到开始使用时阻值的四倍时，即硅碳棒寿命终结。 所以在采用硅碳棒元器件加热时，一定要详细了解硅碳棒的本身性质及使用性能。

硅碳棒的电阻测定是采用专用的电器检测设备测高温电阻的，不做常温测定，如果采用万用表等仪器测量，误差很大，因而硅碳棒在温度较低时(20摄氏度)电阻率数值具有不确定性，碳棒有较大的电阻率，在空气中加热部表面温度1100℃时，电阻率为0.0735-0.6852Ωm/mm2,硅碳棒的电阻随温度升高而呈非线性变化。

一、硅碳棒的化学特性

化学组成：硅碳棒是碳化硅高温再结晶制品，是一种非金属高温电热元件。
硅碳棒发热部主要化学成分

1、硅碳棒发热部主要化学成分

因为硅碳棒的加工工艺不同使之化学成分也有差别。
SiC与盐酸（HCL）、硫酸（H2SO4）在高温时不发生化学反应。浓磷酸（H3PO4）在250℃时与SiC发生反应，生成氧气（O2）、甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2）和二氧化硅（SiO2）。浓硝酸（HNO3）与氢氟酸（HF）的混合物在常温下能溶解SiC。

2、老化特性

随着使用时间的增加，硅碳棒的电阻值逐渐增长，这种现象称为硅碳棒的“正常老化”。在配备调压器的情况下，硅碳棒的电阻值增加到原来电阻值的四倍，即认为硅碳棒的使用寿命终止。碳化硅电热元件的使用寿命除了受电热元件的内在质量的差异影响外，还受电热元件的使用温度、发热部表面负荷密度、表面涂层、供电方式（间断和连续使用）、控制方式（有无调压、调功装置）、接线方式（串联、并联等）及炉内气氛等因素的影响。

二、硅碳棒与气体介质的作用

硅碳棒的化学组成与碳化硅接近，它的晶体结构与碳化硅相同，但由于硅碳棒的加工工艺不同如再结晶温度、制品压制密度、表面涂料等及气体介质作用的差别，使硅碳的使用寿命也会有所区别。根据热力学的计算，碳化硅在高温氧化气氛下是很不稳的，但它能在高温下的氧化气氛下长期使用，这在很大程度上是由于形成了二氧化硅薄膜保护作用的结果。因此硅碳同样以碳化硅的这种性能在高温中工作，通常使用温度为600-1500℃。
硅碳棒在高温中与气体介质作用，使硅碳棒的组织结构受到破坏，电阻值增长，这种现象称为硅碳棒的老化。电阻增长的速度反映了硅碳棒与气体介质的反应速度。这不但与气体介质有关，而且与硅碳棒表面发热温度，表面电负荷都有关，以下是硅碳棒在高温中与气体介质的作用及电阻增长情况。
1、在干燥空气中硅碳棒的氧化反应
硅碳棒在高温干燥空气中氧化缓慢，电阻逐渐增加，氧化反应如下
                           SiC+2O₂ → SiO₂+CO
硅碳棒在空气中氧化后电阻增加率与硅碳棒使用温度的高低有关，使用温度愈高氧化愈剧烈，电阻增加率较大。

2、水蒸汽（H2O）与硅碳棒的反应
微量蒸汽与硅碳棒的氧化作用就十分明显，在高温下水蒸汽与硅碳棒的反应相当强烈，反应方程式如下:
                           SiC+3H2O → SiO2+CO↑+3H2↑
水蒸气（H2O）在1100℃时与SiC发生强烈化学反应，生成Si、SiO2和C。硅碳棒表面出现裂纹，电阻增长速度很快。由于上述原因，硅碳棒在水蒸汽中使用比在空气中使用电阻的增长速度要快的多。

3、氮气（N2）与硅碳棒的反应
在温度高于1400时，硅碳棒与氮（N2）生成氮化硅，使硅碳棒的电阻显著的增加。在氮气中应用硅碳棒应控制在1300℃以下。

4、氢气（H2）与硅碳棒的反应
在温度达到1200时，氢气与硅碳棒开始反应，其反应方程式
                          SiC+ 2HSIH. +C
在1250℃时，H2与SiC发生反应，生成甲烷（CH4）,破坏SiC发热体。在氢气中使用硅碳棒，使用温度应控制在1200℃。

5、氨气（NH3）与硅碳棒的反应
NH3在高温时可分解成成N2和H2。故使用温度应控制在1250℃以下。在氨气中使用硅碳棒，温度应控制在1200℃以下。

6、氯气（Cl2）与硅碳棒的反应
Cl2在500℃时就会与SiC发生反应，在1200℃时，Cl2会把硅碳棒的SiC成分完全分解。

7、二氧化硫（SO2）的影响：SO2在1300℃与SiC反应，故使用温度应控制在1300℃以下。

8、硅碳棒与其他介质的反应
硫磺与硫的氧化物在1300℃与硅碳棒反应，将硅碳棒腐蚀，所以在应用中应将温度降低到1200。氢氟酸和氟化物在常温下能破坏硅碳棒表面的SiO2保护膜，使硅碳棒的使用寿命缩短。

三、硅碳棒与酸碱的作用

硅碳棒与酸碱的作用与碳化硅相同，由于二氧化硅保护膜的作用，硅碳棒的抗酸力强；抗碱性较差(SO2是弱酸性氧化物)。在高温下(1000℃以上)遇碱性熔渣时，易被熔融的碱和碱土金属侵蚀。对硅碳棒有破坏作用。200℃以下硅碳棒一般不受酸性熔剂侵蚀。