יסודות חימום: סוגים תכונות ויישומים
אלמנט חימום הוא מכשיר הממיר אנרגיה חשמלית לחום באמצעות תהליך חימום ג'ול. כאשר זרם חשמלי עובר דרך התנגדות, הוא מפיק חום. אלמנטי חימום משמשים במגוון ציוד או מכשירים חוממים, כגון כורים חשמליים, תנורים חשמליים, מחממים חשמליים 등.
ביצועיו וחייו של אלמנט חימום תלויים בתכונות החומר ממנו הוא עשוי. החומר צריך להיות בעלת התכונות הבאות:
נקודת המסה גבוהה
התנגדות גבוהה בהתנגדות
מקדם טמפרטורה נמוך של התנגדות
חוזק מתיחה גבוה
נעוּץ מספיק להפוך לחוטים
התנגדות גבוהה לאוקסידציה באטמוספירה פתוחה
במאמר זה, נדון בחומרים נפוצים לשימוש בייצור אלמנטים חשמליים: ניקרום, קנטל, קופרניקל ופלטינה. בנוסף, נשוieg את הרכבים, התכונות והיישומים שלהם.
מהו ניקרום?
ניקרום הוא סגסוגת של ניקל וכרום עם כמויות קטנות של ברזל, מנגן וסיליקון. זהו אחד מהחומרים הנפוצים ביותר לשימוש באלמנטים חשמליים. ההרכב הטיפוסי של ניקרום הוא:
| יסוד | אחוז |
|---|---|
| ניקל | 80% |
| כרום | 20% |
| ברזל | 0.5% |
| מנגן | 0.5% |
| סיליקון | 0.5% |
תכונות ניקרום
ניקרום יש לו את התכונות הבאות:
התנגדות: 40 µΩ-ס"מ
מקדם טמפרטורה של ההתנגדות: 0.0004 / °C
נקודת המסה: 1400 °C
משקל סגולי: 8.4 g/cm<sup>3</sup>
התנגדות גבוהה לאוקסידציה
יישומי ניקרום
ניקרום משמש לייצור אלמנטים חשמליים עבור מחממים חשמליים וכורים. הוא מתאים לשימוש רציף בטמפרטורה עד 1200 °C. כאשר האלמנט החשמלי מחומם לראשונה, הכרום בסגסוגת מגיב עם החמצן באטמוספירה ויוצר שכבה של אוקסיד כרום על פני השטח החיצוני של האלמנט החשמלי. השכבה הזו פועלת כהגנה ומונעת אוקסידציה נוספת, שבירה והכחדת החוט.
מהו קנטל?
קנטל היא סימן מסחרי למשפחה של סגסוגות ברזל-כרום-אלומיניום (FeCrAl). הסגסוגות הללו משמשות למגוון רחב של יישומים של התנגדות וחימום. ההרכב הטיפוסי של קנטל הוא:
| יסוד | אחוז |
|---|---|
| ברזל | 72% |
| כרום | 22% |
| אלומיניום | 5.8% |
תכונות קנטל
קנטל יש לו את התכונות הבאות:
התנגדות ב-20 °C: 145 µΩ-ס"מ
מקדם טמפרטורה של ההתנגדות ב-20 °C: 0.000001 / °C
נקודת המסה: 1500 °C
משקל סגולי: 7.1 g/cm<sup>3</sup>
התנגדות גבוהה לאוקסידציה
יישומי קנטל
קנטל משמש לייצור אלמנטים חשמליים עבור מחממים חשמליים וכורים. הוא מתאים לשימוש רציף בטמפרטורה עד 1400 °C. כאשר האלמנט החשמלי מחומם לראשונה, האלומיניום בסגסוגת מגיב עם החמצן באטמוספירה ויוצר שכבה של אוקסיד אלומיניום מעל האלמנט החשמלי. השכבה הזו היא מבודדת חשמלית אך בעלת מוליכות חום טובה. השכבה המבודדת חשמלית זו הופכת את האלמנט החשמלי לסוכך. קנטל מאוד מתאים לייצור אלמנטים חשמליים עבור כורים חשמליים המשמשים לטיפול בחום בתעשיות קרמיקה, פלדה, זכוכית ואלקטרוניקה.
