उच्च प्रतिकार सामग्री, उच्च प्रतिकार मिश्र धातु

रिओस्टॅट्सच्या निर्मितीसाठी, अचूक प्रतिरोधकांचे उत्पादन, इलेक्ट्रिक फर्नेस आणि विविध इलेक्ट्रिक हीटिंग उपकरणांचे उत्पादन, उच्च प्रतिरोधक आणि कमी सामग्रीचे कंडक्टर प्रतिरोधक तापमान गुणांक.

रिबन आणि वायर्सच्या स्वरूपात असलेल्या या पदार्थांना शक्यतो 0.42 ते 0.52 ohms * sq.mm/m चा प्रतिकार असावा. या सामग्रीमध्ये निकेल, तांबे, मॅंगनीज आणि इतर काही धातूंवर आधारित मिश्रधातूंचा समावेश होतो. बुध विशेष लक्ष देण्यास पात्र आहे, कारण त्याच्या शुद्ध स्वरूपात पाराचा प्रतिकार 0.94 ohm * sq.mm/m आहे.

मिश्रधातूसाठी वैयक्तिक आधारावर आवश्यक असलेले वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म हे विशिष्ट उपकरणाच्या विशिष्ट उद्देशाने निर्धारित केले जातात ज्यामध्ये त्या मिश्रधातूचा वापर केला जाईल.

उदाहरणार्थ, अचूक प्रतिरोधकांच्या निर्मितीसाठी तांब्याशी मिश्रधातूच्या संपर्कामुळे कमी थर्मोइलेक्ट्रिकिटी असलेले मिश्रधातू आवश्यक असतात. प्रतिकार देखील कालांतराने स्थिर राहिला पाहिजे.भट्टी आणि इलेक्ट्रिक हीटर्समध्ये, 800 ते 1100 डिग्री सेल्सिअस तापमानात देखील मिश्र धातुचे ऑक्सिडेशन अस्वीकार्य आहे, म्हणजेच येथे उष्णता-प्रतिरोधक मिश्र धातु आवश्यक आहेत.

या सर्व पदार्थांमध्ये एक गोष्ट समान आहे - ते सर्व उच्च प्रतिरोधक मिश्र धातु आहेत, म्हणूनच या मिश्र धातुंना उच्च विद्युत प्रतिरोधक मिश्र धातु म्हणतात. या संदर्भात उच्च विद्युत प्रतिकार असलेली सामग्री ही धातूची द्रावणे आहेत आणि त्यांची रचना अव्यवस्थित आहे, म्हणूनच ते स्वतःसाठी आवश्यकता पूर्ण करतात.

मँगॅनिन

मॅंगनिन्स पारंपारिकपणे अचूक प्रतिकार करण्यासाठी वापरले जातात. मॅंगॅनिन निकेल, तांबे आणि मॅंगनीजपासून बनलेले असतात. रचनामध्ये तांबे - 84 ते 86%, मॅंगनीज - 11 ते 13%, निकेल - 2 ते 3% पर्यंत. आज सर्वात लोकप्रिय मँगॅनिनमध्ये 86% तांबे, 12% मॅंगनीज आणि 2% निकेल आहे.

मॅंगॅनिन स्थिर करण्यासाठी, त्यात थोडे लोह, चांदी आणि अॅल्युमिनियम जोडले जातात: अॅल्युमिनियम - 0.2 ते 0.5%, लोह - 0.2 ते 0.5%, चांदी - 0.1%. मँगॅनिनचा वैशिष्ट्यपूर्ण हलका केशरी रंग आहे, त्यांची सरासरी घनता 8.4 ग्रॅम / सेमी 3 आहे आणि त्यांचा वितळण्याचा बिंदू 960 डिग्री सेल्सियस आहे.

0.02 ते 6 मिमी (किंवा 0.09 मिमी जाडीची पट्टी) व्यासाची मॅंगनीज वायर एकतर कठोर किंवा मऊ असते. एनील्ड सॉफ्ट वायरची तन्य शक्ती 45 ते 50 kg/mm2 असते, वाढ 10 ते 20% पर्यंत असते, प्रतिकार 0.42 ते 0.52 ohm * mm/m पर्यंत असतो.

घन वायरची वैशिष्ट्ये: 50 ते 60 kg/sq.mm, तन्य शक्ती - 5 ते 9% पर्यंत, प्रतिकार - 0.43 - 0.53 ohm * sq.mm / m. मॅंगॅनिन वायर्स किंवा टेप्सचे तापमान गुणांक 3 * पासून बदलते 10-5 ते 5 * 10-5 1 / ° С, आणि स्थिरीकरणासाठी - 1.5 * 10-5 1 / ° С पर्यंत.

ही वैशिष्ट्ये दर्शवितात की मॅंगॅनिनच्या विद्युतीय प्रतिकाराचे तापमान अवलंबित्व अत्यंत क्षुल्लक आहे आणि हे प्रतिरोधक स्थिरतेच्या बाजूने एक घटक आहे, जे अचूक विद्युत मोजमाप उपकरणांसाठी खूप महत्वाचे आहे. कमी थर्मो-ईएमएफ हा मॅंगॅनिनचा आणखी एक फायदा आहे आणि तांबे घटकांच्या संपर्कात ते प्रति डिग्री 0.000001 व्होल्टपेक्षा जास्त होणार नाही.

मॅंगॅनिन वायरची विद्युत वैशिष्ट्ये स्थिर करण्यासाठी, ती व्हॅक्यूममध्ये 400 डिग्री सेल्सिअस तापमानात गरम केली जाते आणि या तापमानात 1 ते 2 तास ठेवली जाते. नंतर वायरची स्वीकार्य एकसमानता प्राप्त करण्यासाठी खोलीच्या तपमानावर बर्याच काळासाठी ठेवली जाते. मिश्रधातू आणि स्थिर गुणधर्म प्राप्त करतात.

सामान्य ऑपरेटिंग परिस्थितीत, अशा वायरचा वापर 200 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत - स्थिर मॅंगॅनिनसाठी आणि 60 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत - अस्थिर मॅंगॅनिनसाठी केला जाऊ शकतो, कारण अस्थिर मॅंगॅनिन, जेव्हा 60 डिग्री सेल्सिअस आणि त्याहून अधिक गरम केले जाते तेव्हा अपरिवर्तनीय बदल होतात. . जे त्याच्या गुणधर्मांवर परिणाम करेल ... म्हणून अस्थिर मॅंगॅनिन 60 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम न करणे चांगले आहे आणि हे तापमान जास्तीत जास्त अनुज्ञेय मानले पाहिजे.

आज, उद्योग उच्च शक्तीसह इनॅमल इन्सुलेशनमध्ये बेअर मॅंगनीज वायर आणि वायर दोन्ही तयार करतो - कॉइलच्या निर्मितीसाठी, रेशीम इन्सुलेशनमध्ये आणि दोन-लेयर मायलर इन्सुलेशनमध्ये.

कॉन्स्टंटन

कॉन्स्टंटन, मॅंगॅनिनच्या विपरीत, जास्त निकेल - 39 ते 41% पर्यंत, कमी तांबे - 60-65%, लक्षणीय कमी मॅंगनीज - 1-2% - हे देखील तांबे-निकेल मिश्र धातु आहे. स्थिरांकाच्या प्रतिकाराचे तापमान गुणांक शून्यापर्यंत पोहोचते - हा या मिश्रधातूचा मुख्य फायदा आहे.

कॉन्स्टंटनमध्ये एक वैशिष्ट्यपूर्ण चांदी-पांढरा रंग आहे, वितळण्याचा बिंदू 1270 ° से, घनता सरासरी सुमारे 8.9 g/cm3 आहे.उद्योग 0.02 ते 5 मिमी व्यासासह स्थिर तार तयार करतो.

एनीलेड सॉफ्ट कॉन्स्टंटन वायरची तन्य शक्ती 45 — 65 kg/sq.mm आहे, तिचा प्रतिकार 0.46 ते 0.48 ohm * sq.mm/m आहे. हार्ड कॉन्स्टंटन वायरसाठी: तन्य शक्ती — 65 ते 70 kg/sq. mm, प्रतिकार — 0.48 ते 0.52 Ohm * sq.mm/m. तांब्याशी जोडलेल्या कॉन्स्टंटनची थर्मोइलेक्ट्रिकिटी 0.000039 व्होल्ट प्रति डिग्री आहे, जे अचूक प्रतिरोधक आणि विद्युत मोजमाप यंत्रांच्या निर्मितीमध्ये कॉन्स्टंटनचा वापर मर्यादित करते.

लक्षणीय, मॅंगॅनिनच्या तुलनेत, थर्मो-ईएमएफ थर्मोकपल्समध्ये (तांब्यासह जोडलेले) 300 डिग्री सेल्सिअस तापमान मोजण्यासाठी कॉन्स्टंटन वायरचा वापर करण्यास परवानगी देते. 300 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानात तांबे ऑक्सिडाइझ होण्यास सुरवात करेल, तर हे लक्षात घेतले पाहिजे की कॉन्स्टंटन केवळ 500 °C वर ऑक्सिडायझेशन सुरू करेल.

उद्योग इन्सुलेशनशिवाय स्थिर वायर आणि उच्च-शक्तीच्या इनॅमल इन्सुलेशनसह वाइंडिंग वायर, दोन-लेयर सिल्क इन्सुलेशनमध्ये वायर आणि एकत्रित इन्सुलेशनमध्ये वायर - इनॅमलचा एक थर आणि रेशीम किंवा लवसानचा एक थर अशा दोन्ही प्रकारचे उत्पादन करते.

रिओस्टॅट्समध्ये, जेथे लगतच्या वळणांमधील व्होल्टेज काही व्होल्टपेक्षा जास्त नसतो, तेथे कायमस्वरूपी वायरची खालील गुणधर्म वापरली जातात: जर वायर काही सेकंदांसाठी 900 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केली गेली आणि नंतर हवेत थंड केली, तर वायर झाकली जाईल गडद राखाडी ऑक्साईड फिल्मसह. ही फिल्म एक प्रकारचे इन्सुलेशन म्हणून काम करू शकते, कारण त्यात डायलेक्ट्रिक गुणधर्म आहेत.

उष्णता प्रतिरोधक मिश्र धातु

इलेक्ट्रिक हीटर्स आणि रेझिस्टन्स फर्नेसमध्ये, रिबन आणि वायर्सच्या स्वरूपात गरम करणारे घटक 1200 °C पर्यंत तापमानात दीर्घ कालावधीसाठी कार्य करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.तांबे, किंवा अॅल्युमिनियम, किंवा कॉन्स्टंटन किंवा मॅंगॅनिन दोन्हीही यासाठी योग्य नाहीत, कारण 300 डिग्री सेल्सिअसपासून ते आधीच जोरदारपणे ऑक्सिडाइझ होऊ लागतात, ऑक्साइड फिल्म्स नंतर बाष्पीभवन होतात आणि ऑक्सिडेशन चालू राहते. येथे उष्णता-प्रतिरोधक तारांची आवश्यकता आहे.

उच्च प्रतिकार असलेल्या उष्णता-प्रतिरोधक तारा, गरम केल्यावर ऑक्सिडेशनला देखील प्रतिरोधक आणि कमी तापमानाच्या प्रतिरोधक गुणांकासह. हे जेमतेम आहे निक्रोम आणि फेरोनिक्रोम्स—निकेल आणि क्रोमियमचे बायनरी मिश्रधातू आणि निकेल, क्रोमियम आणि लोह यांचे त्रिमूर्ती मिश्रधातू.

लोह, अॅल्युमिनियम आणि क्रोमियमचे फेचरल आणि क्रोमल-ट्रिपल मिश्रधातू देखील आहेत - ते, मिश्रधातूमध्ये समाविष्ट असलेल्या घटकांच्या टक्केवारीनुसार, इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्स आणि उष्णता प्रतिरोधकतेमध्ये भिन्न असतात. हे सर्व गोंधळलेल्या संरचनेसह धातूंचे घन समाधान आहेत.

या उष्मा-प्रतिरोधक मिश्रधातूंना गरम केल्याने त्यांच्या पृष्ठभागावर क्रोमियम आणि निकेल ऑक्साईडची जाड संरक्षक फिल्म तयार होते, जे 1100 डिग्री सेल्सियस पर्यंत उच्च तापमानास प्रतिरोधक असते, वातावरणातील ऑक्सिजनसह पुढील प्रतिक्रियांपासून या मिश्र धातुंचे विश्वसनीयरित्या संरक्षण करते. त्यामुळे उष्णता-प्रतिरोधक मिश्रधातूंचे टेप आणि वायर्स हवेतही उच्च तापमानात दीर्घकाळ काम करू शकतात.

मुख्य घटकांव्यतिरिक्त, मिश्रधातूंमध्ये हे समाविष्ट आहे: कार्बन - 0.06 ते 0.15%, सिलिकॉन - 0.5 ते 1.2%, मॅंगनीज - 0.7 ते 1.5%, फॉस्फरस - 0.35%, सल्फर - 0.03%.

या प्रकरणात, फॉस्फरस, सल्फर आणि कार्बन ही हानिकारक अशुद्धता आहेत जी ठिसूळपणा वाढवतात, म्हणून त्यांची सामग्री नेहमी कमी करण्याचा किंवा पूर्णपणे काढून टाकण्याचा प्रयत्न केला जातो. मॅंगनीज आणि सिलिकॉन डीऑक्सिडेशनमध्ये योगदान देतात, ऑक्सिजन काढून टाकतात. निकेल, क्रोमियम आणि अॅल्युमिनियम, विशेषत: क्रोमियम, 1200 डिग्री सेल्सिअस तापमानाला प्रतिकार करण्यास मदत करतात.

मिश्रधातूचे घटक प्रतिरोधक क्षमता वाढवतात आणि प्रतिरोधक तापमान गुणांक कमी करतात, जे या मिश्रधातूंपासून आवश्यक आहे. जर क्रोमियम 30% पेक्षा जास्त असेल तर मिश्रधातू ठिसूळ आणि कठोर होईल. पातळ वायर मिळविण्यासाठी, उदाहरणार्थ, 20 मायक्रॉन व्यासाचा, मिश्रधातूच्या रचनेत 20% पेक्षा जास्त क्रोमियमची आवश्यकता नाही.

या आवश्यकता Х20Н80 आणि Х15Н60 ब्रँडच्या मिश्रधातूंद्वारे पूर्ण केल्या जातात. उर्वरित मिश्र धातु 0.2 मिमी जाडी असलेल्या पट्ट्या आणि 0.2 मिमी व्यासासह तारांच्या उत्पादनासाठी योग्य आहेत.

फेचरल प्रकार - X13104 च्या मिश्रधातूंमध्ये लोह असते, ज्यामुळे ते स्वस्त होतात, परंतु अनेक गरम चक्रांनंतर ते ठिसूळ होतात, म्हणून देखभाल दरम्यान क्रोमल आणि फेचरल सर्पिल थंड अवस्थेत विकृत करणे अस्वीकार्य आहे, उदाहरणार्थ, जर आपण ते बोललो तर सर्पिल बद्दल जे गरम यंत्रामध्ये बराच काळ कार्य करते. दुरूस्तीसाठी, फक्त 300-400 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत गरम केलेले सर्पिल वळवले पाहिजे किंवा कापले पाहिजे. सर्वसाधारणपणे, फेचरल 850 डिग्री सेल्सियस पर्यंत तापमानात आणि क्रोमल - 1200 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत कार्य करू शकते.

निक्रोम हीटिंग एलिमेंट्स, स्थिर, किंचित डायनॅमिक मोडमध्ये 1100 डिग्री सेल्सियस पर्यंत तापमानात सतत ऑपरेशनसाठी डिझाइन केलेले आहेत, तर ते सामर्थ्य किंवा प्लॅस्टिकिटी गमावणार नाहीत. परंतु जर मोड तीव्रपणे डायनॅमिक असेल, म्हणजे, तापमानात अनेक वेळा नाटकीय बदल होईल, कॉइलद्वारे विद्युत प्रवाह वारंवार चालू आणि बंद केल्याने, संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्म्स क्रॅक होतील, ऑक्सिजन निक्रोममध्ये प्रवेश करेल आणि घटक शेवटी ऑक्सिडाइझ करा आणि नष्ट करा.

उद्योग उष्मा-प्रतिरोधक मिश्रधातूपासून बनवलेल्या बेअर वायर्स आणि कॉइलच्या उत्पादनासाठी इनामेल आणि सिलिकॉन सिलिकॉन वार्निशसह इन्सुलेटेड वायर्स तयार करतो.

पारा

बुध विशेष उल्लेखास पात्र आहे कारण हा एकमेव धातू आहे जो खोलीच्या तपमानावर द्रव राहतो. पाराचे ऑक्सीकरण तापमान 356.9 डिग्री सेल्सियस आहे, पारा जवळजवळ वायु वायूंशी संवाद साधत नाही. ऍसिडस् (सल्फ्यूरिक, हायड्रोक्लोरिक) आणि अल्कलींचे द्रावण पारावर परिणाम करत नाहीत, परंतु ते एकाग्र ऍसिडमध्ये (सल्फ्यूरिक, हायड्रोक्लोरिक, नायट्रिक) विद्रव्य आहे. जस्त, निकेल, चांदी, तांबे, शिसे, कथील, सोने पारामध्ये विरघळते.

पाराची घनता 13.55 g/cm3 आहे, द्रव ते घन अवस्थेत संक्रमण तापमान -39 °C आहे, विशिष्ट प्रतिकार 0.94 ते 0.95 ohm * sq.mm/m पर्यंत आहे, प्रतिकाराचे तापमान गुणांक 0,000990 1 आहे /°C... या गुणधर्मांमुळे पारा विशेष उद्देश स्विच आणि रिले तसेच पारा रेक्टिफायरमध्ये द्रव प्रवाहकीय संपर्क म्हणून वापरणे शक्य होते. हे लक्षात ठेवणे महत्त्वाचे आहे की पारा अत्यंत विषारी आहे.