प्रवाहकीय लोह आणि पोलाद

निसर्गात, लोह ऑक्सिजनसह (FeO, Fd2O3, इ.) विविध संयुगेमध्ये आहे. या संयुगांपासून रासायनिक शुद्ध लोह वेगळे करणे अत्यंत कठीण आहे. विद्युत आणि चुंबकीय गुणधर्मांच्या बाबतीत, रासायनिकदृष्ट्या शुद्ध लोह हे इलेक्ट्रोलाइटिक पद्धतीने (इलेक्ट्रोलाइटिक लोह) अशुद्धतेपासून शुद्ध केलेल्या लोहाच्या जवळ आहे. इलेक्ट्रोलाइटिक लोहातील अशुद्धतेचे एकूण प्रमाण 0.03% पेक्षा जास्त नाही.

लोहातील मुख्य अशुद्धता आहेत: ऑक्सिजन (O2), नायट्रोजन (N2), कार्बन (C), सल्फर (C), फॉस्फरस (P), सिलिकॉन (Si), मॅंगनीज (Mn) आणि काही इतर. बहुतेक अशुद्धता धातू आणि इंधनातून लोखंडात प्रवेश करतात.

सिलिकॉन आणि मॅंगनीज विशेषतः लोहामध्ये डीऑक्सिडायझर म्हणून ओळखले जातात. ते ऑक्सिजनसह सहजपणे एकत्र होतात आणि ऑक्साईड तयार करतात, जे वितळलेल्या लोखंडात (स्टील) स्लॅगच्या स्वरूपात पृष्ठभागावर तरंगतात आणि काढले जातात. हे स्टील्सचे यांत्रिक गुणधर्म सुधारते, परंतु, स्टीलमध्ये थोड्या प्रमाणात शिल्लक राहिल्याने ते त्याची विद्युत चालकता कमी करतात.

सल्फर आणि फॉस्फरस हानिकारक अशुद्धी आहेत. अयस्क आणि इंधनापासून लोखंड आणि स्टीलमध्ये प्रवेश केल्याने, ते स्टील्सचे भंगार बनवतात.वायू (नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन) देखील हानिकारक अशुद्धी आहेत, कारण ते लोह आणि स्टीलचे विद्युत आणि चुंबकीय गुणधर्म खराब करतात.

लोहाची विद्युत चालकता झपाट्याने कमी करणारी अशुद्धता म्हणजे कार्बन. कार्बनसह लोहाच्या मिश्रधातूंना स्टील्स म्हणतात. कार्बन व्यतिरिक्त, स्टील्समध्ये इतर घटक देखील असतात जे विशिष्ट गुणधर्म (मिश्रित घटक) प्राप्त करण्यासाठी विशेषतः सादर केले जातात.

लोखंडाचे तांत्रिक गुण लो-कार्बन स्टील्स आहेत, त्यातील कार्बन सामग्री 0.01 ते 0.1% पर्यंत बदलते. स्ट्रक्चरल स्टील्समध्ये, कार्बन 0.07 ते 0.7% पर्यंत असते आणि टूल आणि इतर विशेष (मिश्रधातू) स्टील्समध्ये - 0.7 ते 1.7% पर्यंत.

लोह आणि पोलाद - उच्च यांत्रिक तन्य शक्तीसह सर्वात स्वस्त आणि सर्वात प्रवेशयोग्य प्रवाहकीय सामग्री, परंतु त्यांचा वापर खालील तोट्यांमुळे मर्यादित आहे.

लोखंड आणि पोलादाला कमी गंज प्रतिकार असतो, म्हणजेच ते हवेत सहजपणे ऑक्सिडायझेशन करतात - ते गंजतात. याव्यतिरिक्त, त्यांच्याकडे एक असण्याचा आहे प्रतिकार (p = 0.13 — 0.14 ohms x mm2 / m) तांबे आणि अॅल्युमिनियमच्या तुलनेत. लोह आणि पोलाद यांचा विद्युत् विद्युत् प्रवाहाचा विद्युत् प्रतिकार मोठ्या प्रमाणात वाढतो कारण लोह आणि पोलाद चुंबकीय साहित्य…म्हणून, प्रवाह मोठ्या प्रमाणात कंडक्टरच्या मधल्या भागातून त्याच्या पृष्ठभागावर सरकतो (पृष्ठभाग प्रभाव).

हा प्रभाव कमी करण्यासाठी आणि पर्यायी करंटच्या विद्युत प्रतिकाराची तीव्रता कमी करण्यासाठी, ते सर्वात कमी संभाव्य चुंबकीय पारगम्यतेसह स्टील्स वापरण्याचा प्रयत्न करतात.

स्टील वायरच्या उत्पादनासाठी, 0.10 ते 0.15% कार्बन सामग्री असलेले स्टील वापरले जाते, ज्यामध्ये खालील गुणधर्म आहेत: घनता 7.8 g/cm3, वितळण्याचा बिंदू 1392 — 1400ОС, कमाल तन्य शक्ती 55 — 70 kg/mm2, सापेक्ष वाढ 4 — 5%, प्रतिकार 0.135 — 146 ohm hmm2/m, प्रतिरोधक तापमान गुणांक α = +0.0057 1 / ° से.

वातावरणातील गंजांपासून त्यांचे संरक्षण करण्यासाठी, स्टीलच्या तारांवर तांबे किंवा जस्त (0.016 - 0.020 मिमी) च्या पातळ थराने झाकलेले असते.

स्टील वायर आणि रॉड देखील कोर म्हणून वापरले जातात द्विधातूच्या ताराप्रवाहकीय तांबे मध्ये लक्षणीय बचत प्रदान. बिमेटेलिक कंडक्टर इलेक्ट्रिकल उपकरणांमध्ये वापरले जातात (चाकूच्या चाव्या, संपर्ककर्ते इ.).

तांदूळ. 1. बाईमेटलिक वायरचा क्रॉस-सेक्शन

तांदूळ. 2. बायमेटेलिक स्टील-अॅल्युमिनियम वायरचा क्रॉस-सेक्शन: 1 — अॅल्युमिनियम वायर, 2 — स्टील वायर

उच्च यांत्रिक तन्य शक्ती (130 — 170 kg/mm2) असलेली गॅल्वनाइज्ड स्टील वायर, स्टील-अॅल्युमिनियम वायर्समध्ये त्यांची यांत्रिक तन्य शक्ती वाढवण्यासाठी कोर म्हणून वापरली जाते.