Die im vorherigen Kapitel erwähnten Materialeigenschaften schränken die Auswahl auf wenige Materialien ein. Die häufigsten Materialien sind Nickel-Chrom-Legierung, Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung, Molybdän-Silicide und Siliziumkarbid. Diese Materialien können aufgrund ihrer Beständigkeit gegen Hochtemperaturoxidation bei hohen Temperaturen betrieben werden. Eine andere Gruppe besteht aus Graphit, Molybdän, Wolfram und Tantal. Diese Materialien oxidieren bei hohen Temperaturen und werden nur in einer Vakuumumgebung oder in Öfen verwendet, in denen die Atmosphäre sauerstofffrei ist.
Nickel-Chrom (Ni-Cr) Legierung
Dieser Typ ist aufgrund seiner Duktilität, seines hohen Widerstands und seiner Oxidationsbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen eines der am häufigsten verwendeten Materialien für Heizelemente. Die häufigste Zusammensetzung von Nickel-Chrom-Legierungen ist 80/20 oder 80% Nickel, 20% Chrom. Je nach Hersteller sind weitere Zusammensetzungen erhältlich. Aufgrund seiner hohen Duktilität wird es in der Regel in Drähte gezogen, wenn es als Heizelement verwendet wird. Eine häufige Anwendung, die diese Eigenschaft ausstellt, ist auf Heißdraht-Schaumschneider. Die maximalen Heiztemperaturen, die durch Nickel-Chrom-Drähte erreicht werden, liegen zwischen 1.100 und 1.200°C.
Eisen-Chrom-Aluminium (Fe-Cr-Al) Legierung
Dieser Typ ist im Volksmund unter der Marke Kanthal bekannt. Kanthal ferritische Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen haben in der Regel eine chemische Zusammensetzung von 20 bis 24% Chrom, 4-6% Aluminium und Eisen als Balance. Eisen-Chrom-Aluminium-Heizungen werden für ihre Geschmeidigkeit und geringere Schwerkraft im Vergleich zu Ni-Cr verwendet. Sie können auch höhere Temperaturen erzeugen als Nickel-Chrom-Draht, der etwa 1.300 bis 1.400°C beträgt. Durch Eisen als Basismetall hat diese Legierung weniger Preisvolatilität als Ni-Cr, das hauptsächlich aus Nickel besteht. Der Nachteil der Verwendung von Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen ist ihre verringerte Festigkeit bei höheren Temperaturen.
Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen können durch ein Verfahren, das als Pulvermetallurgie bekannt ist, besser gemacht werden. Dabei wird der Legierungsbarren in Pulver umgewandelt und zu einer Matrize verdichtet. Es wird dann in einer temperaturgeregelten Atmosphäre gesintert oder heißgepresst (heiße sisostatische Pressung), um eine metallurgische Bindung zu erzeugen, ohne das pulverisierte Metall vollständig zu schmelzen. Dispersoide werden in den Legierungsmix eingebracht, um die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verstärken, um zusätzliche Festigkeit und Zähigkeit bei höheren Temperaturen zu verleihen.
