窒化ケイ素・窒化アルミヒーターの仕様・特徴 | 製品案内

製品案内
窒化ケイ素・窒化アルミヒーター

窒化ケイ素・窒化アルミヒーターとは

窒化ケイ素・窒化アルミヒーターの製品写真

河合電器の窒化ケイ素ヒーター、窒化アルミヒーターは、高温電気特性に優れたファインセラミックスに特殊な発熱体をインサートした、急昇温が可能な工業用のセラミックヒーターです。

窒化ケイ素(Si₃N₄)と窒化アルミニウム(AIN)の特徴である、優れた耐熱性、耐衝撃性、熱伝導性などを最大限活かすと同時に、セラミックヒーターに起こりがちな冷熱サイクルによる割れが発生しないよう独自設計を施しています。

最高電力密度が150W/cm²であるため急昇温が可能であると同時に、窒化アルミヒーターで500℃、窒化ケイ素ヒーターで1000℃の最高使用温度を誇ります。

用途は、半導体製造装置、包装機、プラスチック成形機、各種瞬時加熱など、幅広い用途で活用されています。

参考記事：【熱コラム】万能！セラミックヒーターの世界

窒化ケイ素・窒化アルミヒーターの製品写真

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窒化ケイ素・窒化アルミヒーターとは
製品の特徴・強み
製品の用途例
窒化ケイ素・窒化アルミヒーターの
原理・基本構造
製品の仕様

使用上の注意点
よくあるご質問
製品カタログ

製品の特徴・強み

FEATURE & STRENGTH

急昇温、ハイパワー

最高電力密度が150W/cm²であるため急昇温が可能であると同時に、窒化アルミヒーターで500℃、窒化ケイ素ヒーターで1000℃の最高使用温度を誇ります。
高い熱伝導率と
優れた均熱性

窒化アルミヒーターの熱伝導率は140W/mK。均熱性に優れ、温度ムラのない加熱が可能です。
優れた高温電気特性

高温時(通電時)の絶縁抵抗が下がりにくいため、二重絶縁をするスペースやコスト、手間を省くことができます。
CEマーキング対応

CEマーキングに対応可能です。
RoHS指令10物質に対応

RoHS指令（2011/65/EU）が禁止している、鉛、水銀、カドミウム、六価クロム、PBB、PBDE、フタル酸エステル類4物質は含有していません。（規制適応除外用途を除く）

製品の用途例

EXAMPLE

半導体製造装置
真空加熱装置
パッキング装置
熱加工装置
各種試験装置
試料の急速加熱
理科学機器
プラスチック成形機
各種瞬時加熱熱源
ホットプレート

など上記以外にもさまざまな用途に対応できます。

窒化ケイ素・窒化アルミヒーターの
原理・基本構造

STRUCTURE

窒化ケイ素ヒーター、窒化アルミヒーターは、高温電気特性に優れたファインセラミックスに特殊な発熱体をインサートしたヒーターであり、発熱原理は抵抗加熱です。抵抗加熱とは、抵抗に電流を流し、熱を発生させる方式のことを言います。抵抗で消費された電力はすべて熱に変換されるため、効率がとてもよく、電流を流すだけのシンプルな方式です。

1窒化ケイ素・窒化アルミ
2発熱体
3電極

図のように、窒化ケイ素(Si₃N₄)または窒化アルミ(AIN)に挟まれるようにして発熱体が配置されており、電極から電気を流すことで発熱します。簡単に言うと、発熱体に電圧を加えることで、発熱体内部で電子と発熱体の中にある原子がぶつかり合い、激しく振動を起こすことで熱が発生します。そして、窒化ケイ素・窒化アルミを介して、面全体が加熱する仕組みです。この場合、面の両面から熱を発します。なお、窒化ケイ素・窒化アルミが絶縁体となっているため、感電することはありません。

製品の仕様

SPECIFICATION

河合電器のヒーターは、お客さまのご使用環境に合わせて全てオーダーメイドで製作しています。
ぜひお気軽にお問い合わせください。

標準仕様

基材種類		窒化ケイ素(Si₃N₄)	窒化アルミ(AIN)
最高電力密度	大気中(無風)	15W/cm²
	大気中(風速40m/s)	25W/cm²
	水中	70W/cm²
	最大	150W/cm²
最高使用温度		1000℃	500℃
熱伝導率		40W/mK	140W/mK
曲げ強度		400MPa	200MPa
電気特性	絶縁抵抗値	1000MΩ以上 ※冷時、DC500Vメガー
電気特性	耐電圧	1800V/1秒間 ※カットオフ電流10mA

基材種類
窒化ケイ素(Si₃N₄)	窒化アルミ(AIN)
最高電力密度
大気中 (無風)15W/cm²
大気中 (風速40m/s)25W/cm²
水中 70W/cm²
最大150W/cm²
最高使用温度
1000℃	500℃
熱伝導率
40W/mK	140W/mK
曲げ強度
400MPa	200MPa
電気特性
絶縁抵抗値1000MΩ以上 ※冷時、DC500Vメガー
耐電圧1800V/1秒間 ※カットオフ電流10mA

標準ラインナップ

型式	サイズ (縦 × 横)	定格 ※()内は海外定格	電力密度	最高温度	発熱部厚み
S1	14 × 14mm	24V 38W (48V 150W)	19W/cm²	500℃	4.5mm
S2	25 × 35mm	200V 680W (230V 900W)	78W/cm²	1000℃	4mm
S3	48 × 43mm	200V 189W (230V 250W)	9W/cm²	500℃	4.5mm
S4	60 × 8mm	200V 197W (230V 260W)	82W/cm²	1000℃	2mm
S5	70 × 20mm	100V 746W (110V 900W)	75W/cm²	500℃	3mm
S6	100 × 18mm	200V 567W (230V 750W)	53W/cm²	1000℃	4mm
S7	150 × 15mm	200V 378W (230V 500W)	46W/cm²	1000℃	4.5mm
S8	228 × 30mm	200V 1512W (230V 2000W)	29W/cm²	1000℃	4.5mm
S9	260 × 15mm	200V 1512W (230V 2000W)	44W/cm²	1000℃	4mm
S10	φ34 × 26mm	24V 125W (48V 500W)	33W/cm²	500℃	3mm
S11	φ50 × 20mm	200V 756W (230V 1000W)	46W/cm²	500℃	5mm
S12	φ100 × 64mm	200V 2273W (230V 3000W)	49W/cm²	500℃	5mm
S13	φ100mm	200V 756W (230V 1000W)	10W/cm²	500℃	6.5mm
S14	φ200mm	200V 4545W (230V 6000W)	14W/cm²	550℃	5mm
S15	φ300mm	200V 3780W (230V 5000W)	5W/cm²	500℃	18mm

※上記以外のサイズ、定格品も製作可能です。

基礎データ

抵抗増加率

昇温グラフ

試験条件
試験サンプル	サイズ	定格 (抵抗値)	電力密度
窒化アルミ	35×36.8×t3.5	57V 644W(5Ω)	50W/cm²
窒化ケイ素	102×11×t3.1	240V 576W(100Ω)	51W/cm²

温度測定位置：ヒーター表面中央でK線にて測定
室温：20℃

使用上の注意点

CAUTIONS

口元部分の耐熱温度

電極がある口元部分の耐熱温度は500℃です。ヒーター表面温度が500℃を超える場合は口元部分を発熱部より遠ざける必要があります。
用途外使用は禁止

河合電器のヒーターは、お客様のご要望に合わせて個別に設計されていますので、納入仕様書や図面に記載されている用途以外での使用は避けてください。
定格電圧以外での使用は禁止

定格電圧以外では使用しないでください。
適切な使用温度の範囲

納入仕様書や図面に記載されている使用温度を超える温度での使用は避けてください。
ヒーター取り外し時の安全確保

火傷などの事故を防止するため、使用中のヒーターを取り外す場合は、まず電源を切り、ヒーターの温度が常温に下がっていることを確認してから行ってください。
後加工は禁止

製品に後加工を加えることは避けてください。予期せぬ不具合に繋がる恐れがあります。
高温多湿環境での保管

高温多湿環境で保管した場合、ヒーターの性能や寸法に影響を与える場合があります。

よくあるご質問

QUESTION

真空環境下でも使用できますか？

口元部分を特別な仕様にすることによって、真空環境下でも使用可能な製品をご提供できます。
標準仕様にない形状、定格のヒーターも製作可能ですか？

可能です。ただし条件がありますのでまずはご相談ください。
1つの製品の中でヒーターの回路を複数に分けることは可能ですか？

可能です。大型のホットプレートはヒーターの回路を複数に分け、個別に温度制御することで熱損失のバランスを取り、高い均熱性を実現することが出来ます。
RoHS指令等、環境に対する規制が厳しくなってきていますが、河合電器の窒化ケイ素・窒化アルミヒーターは問題ありませんか？

河合電器の窒化ケイ素・窒化アルミヒーターはRoHS指令10物質（2011/65/EU）に対応していますのでご安心ください。
温度センサーを取り付けることは可能ですか？

可能です。熱電対や測温抵抗体等、ご希望のものをご相談ください。
温度調節はどのようにしたらよいですか？

温度調節器をご使用ください。操作が簡単な河合電器の温度調節器HEATCONがお勧めです。その他状況に応じて最適なご提案をさせていただきますので、お気軽にご相談ください。
ヒーターを取り付けたい実機の図面がなく、正確な寸法がわからないのですが、対応は可能ですか？

可能です。現物を見せていただくことができれば、実機の図面がなくても対応させていただきます。また、実機を計測に伺うサービスもございますので、お気軽にお申し付けください。
ヒーター以外に、温度センサーや温度調節器など、周辺機器の導入も検討しているのですが、ご提案いただくことは可能ですか？

可能です。河合電器はヒーターの製造や販売だけでなく、さまざまな技術相談にお応えするサービスも提供しています。まずはお気軽にお問い合わせください。
製品の寿命はどれくらいですか？

使用方法や使用環境により異なるため、製品寿命を一概にお伝えすることは難しいです。製品寿命の評価試験も承っておりますので、ご希望の場合はご相談ください。
製品サンプルを頂くことはできますか？

河合電器のヒーターは全てオーダーメイドで製作していますので、製品サンプルのご用意はありません。どのような製品かをお見せすることは可能ですので、お気軽にお問い合わせください。
試作のコストを最小限にする方法はありますか？

河合電器のHSP（ヒート・シミュレーション・パッケージ）をお勧めします。手計算では求められない複雑な熱移動もコンピューター上で忠実にシミュレートし可視化することができますので、製品開発において従来必要とされてきた「試作を繰り返す」という工程を最小限にすることができます。
どんなヒーターを導入すればよいかわからないため、ヒーターの選定から相談することはできますか？

可能です。ヒーターと一口に申しましても、その種類は膨大です。最適なヒーターを選定するには、高度な専門知識と豊富な経験値が必要ですので、ぜひお申し付けください。被加熱物と大きさがわかれば、河合電器が熱量を計算し、ヒーターと装置周辺の仕様をトータルでご提案させていただきます。
他社製ヒーターの修理を依頼することはできますか？

他社製ヒーターの修理は承っておりません。メーカーによって設計方法や製造方法が異なるため、修理によって本来の性能が損なわれる恐れがあるためです。ただし、河合電器では第三者機関として他社製ヒーターの不具合原因を解析し、改善提案を行う「ヒータードクター」というサービスを提供しています。詳しくはお問い合わせください。
▶【解決事例】海外製シーズヒーターに発生した錆の原因分析
 ▶【解決事例】海外製ヒーターの不具合を解決したい
ヒーターを購入するかどうかは決まっていないのですが、熱に関することで技術的なアドバイスを頂くことはできますか？

可能です。内容によっては有償によりお受けすることになりますが、河合電器では「熱技術に関するコンサルティング」という総合的な技術支援サービスを提供していますので、たとえヒーターの購入を前提としていなくても、お気軽にご相談ください。
1点からでも購入できますか？

河合電器は少量多品種の製作を得意としています。1点からでも喜んで承りますので、お気軽にご相談ください。
1点あたりの価格はいくらぐらいですか？

河合電器のヒーターは全てオーダーメイドで製作していますので、仕様によって価格帯が大きく異なります。概算のお見積りをご提示することは可能ですので、お気軽にお問い合わせください。
標準品として在庫を持っている製品はありますか？

河合電器のヒーターは完全受注生産のため在庫はありません。しかし、標準仕様の一部を変更する程度のカスタムであれば、比較的短納期でお届けすることも可能です。ご検討中の仕様や製作可否などお気軽にご相談ください。
ヒーターを購入する際、河合電器との直接取引は可能ですか？販売代理店等はありますか？

特定の販売代理店は設けておらず、直接のお取り引きが可能です。互いに共通の商社様がある場合はそちらを介してお取り引きさせていただきます。
納期はどれくらいですか？

製作するヒーターの仕様や数量等によって異なりますので、詳しくはお問い合わせください。