La relazione tra la resistività dei tubi in carburo di silicio e la temperatura e il suo meccanismo di invecchiamento.

Essendo un elemento riscaldante ad alta-temperatura, le caratteristiche di resistenza dei tubi in carburo di silicio (SiCTU) sono strettamente correlate alle variazioni di temperatura. Tra la temperatura ambiente e 850 gradi, la resistenza diminuisce con l'aumentare della temperatura a causa della maggiore mobilità del vettore all'interno del materiale alle alte temperature. Al di sopra degli 850 gradi la resistenza ricomincia a salire; questo punto di svolta è legato all'effetto di diffusione del portatore causato dalle vibrazioni reticolari intensificate all'interno del materiale. Questa variazione non lineare impone che la velocità di riscaldamento delle SiCTU debba essere rigorosamente controllata durante il funzionamento per evitare drastiche fluttuazioni di resistenza causate da improvvisi sbalzi di temperatura, che potrebbero influire sulla stabilità dell'apparecchiatura.

Il meccanismo dell’invecchiamento deriva principalmente da tre fattori. L'uso prolungato ad alta-temperatura favorisce la formazione di uno strato protettivo di ossido di silicio sulla superficie del SiCTU che, ritardando l'ulteriore ossidazione, porta a un lento aumento della resistenza. La corrosione chimica è un altro fattore chiave; in presenza di vapore acqueo o sostanze alcaline, temperature superiori a 900 gradi accelerano la corrosione del materiale, causando una resistenza anormalmente elevata. Inoltre, ripetuti cicli termici inducono la propagazione di microfessure, portando infine a cambiamenti irreversibili nella resistenza. Questi processi di invecchiamento riducono significativamente la durata dell'elemento e possono causare guasti all'apparecchiatura.

Per rallentare l’invecchiamento occorre prestare attenzione al controllo ambientale. Evitare di far funzionare il tubo in carburo di silicio a diretto contatto con materiali carboniosi; si consiglia di utilizzare una camera d'aria in corindone ermetica per isolare i gas corrosivi. Nelle applicazioni di apparecchiature elettriche, la temperatura operativa non deve superare i 1400 gradi, poiché anche brevi periodi di alta temperatura ne ridurranno significativamente la durata. Il monitoraggio regolare delle variazioni di resistenza può prevedere in anticipo il grado di invecchiamento dei componenti, consentendo una sostituzione tempestiva per garantire il funzionamento sicuro delle apparecchiature. Attraverso un uso e una manutenzione corretti, la durata dei tubi in carburo di silicio può essere efficacemente prolungata.