उच्च प्रतिरोध सामग्री, उच्च प्रतिरोध मिश्र

रिओस्टैट्स के निर्माण के लिए, सटीक प्रतिरोधों का निर्माण, विद्युत भट्टियों का निर्माण और विभिन्न विद्युत ताप उपकरणों, उच्च प्रतिरोध और कम सामग्री के संवाहक प्रतिरोध का तापमान गुणांक.

रिबन और तारों के रूप में इन सामग्रियों में अधिमानतः 0.42 से 0.52 ओम * वर्ग मिमी / मी का प्रतिरोध होना चाहिए। इन सामग्रियों में निकल, तांबा, मैंगनीज और कुछ अन्य धातुओं पर आधारित मिश्र धातु शामिल हैं। पारा विशेष ध्यान देने योग्य है, क्योंकि पारा अपने शुद्ध रूप में 0.94 ओम * sq.mm / m का प्रतिरोध करता है।

एक व्यक्तिगत आधार पर मिश्र धातुओं के लिए आवश्यक विशिष्ट गुण किसी विशेष उपकरण के विशिष्ट उद्देश्य से निर्धारित होते हैं जिसमें उस मिश्र धातु का उपयोग किया जाएगा।

उदाहरण के लिए, सटीक प्रतिरोधों के निर्माण के लिए तांबे के साथ मिश्र धातु के संपर्क से प्रेरित कम थर्मोइलेक्ट्रिकिटी वाले मिश्र धातुओं की आवश्यकता होती है। समय के साथ प्रतिरोध भी स्थिर रहना चाहिए।भट्टियों और बिजली के हीटरों में, मिश्र धातु का ऑक्सीकरण 800 से 1100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर भी अस्वीकार्य है, अर्थात यहाँ गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं की आवश्यकता होती है।

इन सभी सामग्रियों में एक चीज समान है - वे सभी उच्च प्रतिरोधकता वाले मिश्रधातु हैं, यही वजह है कि इन मिश्र धातुओं को उच्च विद्युत प्रतिरोधकता वाली मिश्र धातु कहा जाता है। इस संदर्भ में उच्च विद्युत प्रतिरोध वाली सामग्री धातुओं के समाधान हैं और एक अराजक संरचना है, यही वजह है कि वे अपने लिए आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।

मंगनिन

मैंगानिन पारंपरिक रूप से सटीक प्रतिरोध के लिए उपयोग किया जाता है। मैंगनीन निकेल, कॉपर और मैंगनीज से बना होता है। रचना में तांबा - 84 से 86%, मैंगनीज - 11 से 13%, निकल - 2 से 3% तक। आज के सबसे लोकप्रिय मैंगनिन में 86% तांबा, 12% मैंगनीज और 2% निकल होता है।

मैंगनिन को स्थिर करने के लिए, उनमें थोड़ा लोहा, चांदी और एल्यूमीनियम मिलाया जाता है: एल्यूमीनियम - 0.2 से 0.5%, लोहा - 0.2 से 0.5%, चांदी - 0.1%। मैंगनिन में एक विशिष्ट हल्का नारंगी रंग होता है, उनका औसत घनत्व 8.4 ग्राम / सेमी 3 होता है, और उनका गलनांक 960 ° C होता है।

0.02 से 6 मिमी व्यास (या 0.09 मिमी मोटी पट्टी) वाला मैंगनीज तार या तो कठोर या मुलायम होता है। एनीलेल्ड सॉफ्ट वायर में 45 से 50 किग्रा / मिमी 2 की तन्य शक्ति होती है, बढ़ाव 10 से 20% तक होता है, प्रतिरोध 0.42 से 0.52 ओम * मिमी / मी तक होता है।

ठोस तार के लक्षण: तन्य शक्ति 50 से 60 किग्रा / वर्ग मिमी, बढ़ाव - 5 से 9% तक, प्रतिरोध - 0.43 - 0.53 ओम * वर्ग मिमी / मी। मैंगनीन तारों या टेपों का तापमान गुणांक 3 * से भिन्न होता है 10-5 से 5 * 10-5 1 / ° С, और स्थिर के लिए - 1.5 * 10-5 1 / ° С तक।

इन विशेषताओं से पता चलता है कि मैंगानिन के विद्युत प्रतिरोध की तापमान निर्भरता अत्यंत महत्वहीन है, और यह प्रतिरोध की स्थिरता के पक्ष में एक कारक है, जो सटीक विद्युत माप उपकरणों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। कम थर्मो-ईएमएफ मैंगानिन का एक और फायदा है, और तांबे के तत्वों के संपर्क में यह 0.000001 वोल्ट प्रति डिग्री से अधिक नहीं होगा।

मैंगनिन तार की विद्युत विशेषताओं को स्थिर करने के लिए, इसे वैक्यूम के तहत 400 ° C तक गर्म किया जाता है और इस तापमान पर 1 से 2 घंटे तक रखा जाता है। स्वीकार्य एकरूपता प्राप्त करने के लिए तार को लंबे समय तक कमरे के तापमान पर रखा जाता है। मिश्र धातु और स्थिर गुण प्राप्त करते हैं।

सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, इस तरह के तार का उपयोग 200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर किया जा सकता है - स्थिर मैंगानिन के लिए और 60 डिग्री सेल्सियस तक - अस्थिर मैंगानिन के लिए, अस्थिर मैंगनिन के बाद से, जब 60 डिग्री सेल्सियस और ऊपर से गर्म किया जाता है, तो अपरिवर्तनीय परिवर्तनों से गुजरना होगा। ... जो इसके गुणों को प्रभावित करेगा ... इसलिए बेहतर है कि अस्थिर मैंगनिन को 60 ° C तक गर्म न किया जाए, और इस तापमान को अधिकतम स्वीकार्य माना जाना चाहिए।

आज, उद्योग उच्च शक्ति के साथ तामचीनी इन्सुलेशन में नंगे मैंगनीज तार और तार दोनों का उत्पादन करता है - कॉइल के निर्माण के लिए, रेशम इन्सुलेशन में और दो-परत माइलर इन्सुलेशन में।

कॉन्स्टेंटन

कॉन्स्टेंटन, मैंगनिन के विपरीत, अधिक निकल होता है - 39 से 41% तक, कम तांबा - 60-65%, काफी कम मैंगनीज - 1-2% - यह एक तांबा-निकल मिश्र धातु भी है। कॉन्स्टेंटन के प्रतिरोध का तापमान गुणांक शून्य के करीब पहुंचता है - यह इस मिश्र धातु का मुख्य लाभ है।

कॉन्स्टेंटन में एक विशेषता चांदी-सफेद रंग, पिघलने बिंदु 1270 डिग्री सेल्सियस, घनत्व लगभग 8.9 ग्राम / सेमी 3 है।उद्योग 0.02 से 5 मिमी के व्यास के साथ निरंतर तार का उत्पादन करता है।

एनीलेड सॉफ्ट कॉन्स्टेंटन तार की तन्यता ताकत 45-65 किग्रा / वर्ग मिमी है, इसका प्रतिरोध 0.46 से 0.48 ओम * वर्ग मिमी / मी है। कठोर निरंतर तार के लिए: तन्य शक्ति - 65 से 70 किग्रा / वर्ग मीटर तक। मिमी, प्रतिरोध - 0.48 से 0.52 ओम * sq.mm / मी। तांबे से जुड़े कॉन्स्टेंटन की थर्मोइलेक्ट्रिकिटी 0.000039 वोल्ट प्रति डिग्री है, जो सटीक प्रतिरोधों और विद्युत माप उपकरणों के निर्माण में कॉन्स्टेंटन के उपयोग को सीमित करता है।

महत्वपूर्ण, मैंगनिन की तुलना में, थर्मो-ईएमएफ 300 डिग्री सेल्सियस तक तापमान को मापने के लिए थर्मोक्यूल्स (तांबे के साथ युग्मित) में निरंतर तार के उपयोग की अनुमति देता है। 300 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर तांबा ऑक्सीकरण करना शुरू कर देगा, जबकि यह ध्यान दिया जाना चाहिए। कॉन्स्टेंटन केवल 500 डिग्री सेल्सियस पर ऑक्सीकरण करना शुरू कर देगा।

उद्योग उच्च शक्ति वाले तामचीनी इन्सुलेशन के साथ इन्सुलेशन और घुमावदार तार के बिना दोनों स्थिर तार का उत्पादन करता है, दो-परत रेशम इन्सुलेशन में तार और संयुक्त इन्सुलेशन में तार - तामचीनी की एक परत और रेशम या लैवसन की एक परत।

रिओस्टैट्स में, जहां आसन्न घुमावों के बीच वोल्टेज कुछ वोल्ट से अधिक नहीं होता है, एक स्थायी तार की निम्नलिखित संपत्ति का उपयोग किया जाता है: यदि तार को कुछ सेकंड के लिए 900 ° C तक गर्म किया जाता है और फिर हवा में ठंडा किया जाता है, तो तार को ढक दिया जाएगा एक डार्क ग्रे ऑक्साइड फिल्म के साथ। यह फिल्म एक प्रकार के इन्सुलेशन के रूप में काम कर सकती है, क्योंकि इसमें ढांकता हुआ गुण हैं।

गर्मी प्रतिरोधी मिश्र

इलेक्ट्रिक हीटर और प्रतिरोध भट्टियों में, रिबन और तारों के रूप में हीटिंग तत्व 1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर लंबे समय तक काम करने में सक्षम होना चाहिए।इसके लिए न तो तांबा, न ही एल्युमिनियम, न ही कॉन्स्टेंटन और न ही मैंगनीन उपयुक्त हैं, क्योंकि 300 ° C से वे पहले से ही दृढ़ता से ऑक्सीकरण करना शुरू कर देते हैं, फिर ऑक्साइड फिल्में वाष्पित हो जाती हैं और ऑक्सीकरण जारी रहता है। यहां गर्मी प्रतिरोधी तारों की जरूरत है।

उच्च प्रतिरोध के साथ गर्मी प्रतिरोधी तार, गर्म होने पर ऑक्सीकरण के लिए भी प्रतिरोधी और प्रतिरोध के कम तापमान गुणांक के साथ। यह बस के बारे में है निक्रोम और फेरोनिक्रोमेस—निकल और क्रोमियम की बाइनरी मिश्रधातु और निकेल, क्रोमियम और आयरन की त्रिगुट मिश्रधातु।

लोहे, एल्यूमीनियम और क्रोमियम के फेक्रल और क्रोमल-ट्रिपल मिश्र धातु भी हैं - मिश्र धातु में शामिल घटकों के प्रतिशत के आधार पर, वे विद्युत मापदंडों और गर्मी प्रतिरोध में भिन्न होते हैं। ये सभी अराजक संरचना वाले धातुओं के ठोस समाधान हैं।

इन गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं को गर्म करने से उनकी सतह पर क्रोमियम और निकल ऑक्साइड की एक मोटी सुरक्षात्मक फिल्म बनती है, जो 1100 डिग्री सेल्सियस तक उच्च तापमान के लिए प्रतिरोधी होती है, जो इन मिश्र धातुओं को वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ आगे की प्रतिक्रिया से बचाती है। तो गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं के टेप और तार हवा में भी उच्च तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकते हैं।

मुख्य घटकों के अलावा, मिश्र धातुओं में शामिल हैं: कार्बन - 0.06 से 0.15%, सिलिकॉन - 0.5 से 1.2%, मैंगनीज - 0.7 से 1.5%, फास्फोरस - 0.35%, सल्फर - 0.03%।

इस मामले में, फास्फोरस, सल्फर और कार्बन हानिकारक अशुद्धियाँ हैं जो भंगुरता को बढ़ाती हैं, इसलिए उनकी सामग्री को हमेशा कम करने या पूरी तरह से समाप्त करने के लिए बेहतर प्रयास किया जाता है। मैंगनीज और सिलिकॉन डीऑक्सीडेशन में योगदान करते हैं, ऑक्सीजन को हटाते हैं। निकेल, क्रोमियम और एल्यूमीनियम, विशेष रूप से क्रोमियम, 1200 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान को प्रतिरोध प्रदान करने में मदद करते हैं।

मिश्र धातु के घटक प्रतिरोध को बढ़ाने और प्रतिरोध के तापमान गुणांक को कम करने के लिए काम करते हैं, जो कि वास्तव में इन मिश्र धातुओं से आवश्यक है। यदि क्रोमियम 30% से अधिक है, तो मिश्रधातु भंगुर और कठोर निकलेगी। एक पतली तार प्राप्त करने के लिए, उदाहरण के लिए, व्यास में 20 माइक्रोन, मिश्र धातु की संरचना में 20% से अधिक क्रोमियम की आवश्यकता नहीं होती है।

इन आवश्यकताओं को x20Н80 और x15Н60 ब्रांडों के मिश्र धातुओं द्वारा पूरा किया जाता है। शेष मिश्र धातु 0.2 मिमी की मोटाई और 0.2 मिमी के व्यास वाले तारों के साथ स्ट्रिप्स के उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं।

Fechral प्रकार के मिश्र धातु - X13104, में लोहा होता है, जो उन्हें सस्ता बनाता है, लेकिन कई ताप चक्रों के बाद वे भंगुर हो जाते हैं, इसलिए रखरखाव के दौरान ठंडी अवस्था में क्रोमल और फेखरल सर्पिल को ख़राब करना अस्वीकार्य है, उदाहरण के लिए, अगर हम बात करें एक सर्पिल के बारे में जो हीटिंग डिवाइस में लंबे समय तक काम करता है। मरम्मत के लिए, केवल 300-400 ° C तक गर्म किए गए सर्पिल को ही मोड़ा या जोड़ा जाना चाहिए। सामान्य तौर पर, फेक्रल 850 डिग्री सेल्सियस तक के तापमान पर और क्रोमल - 1200 डिग्री सेल्सियस तक काम कर सकता है।

निक्रोम ताप तत्व, बदले में, स्थिर, थोड़े गतिशील मोड में 1100 ° C तक के तापमान पर निरंतर संचालन के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जबकि वे ताकत या प्लास्टिसिटी नहीं खोएंगे। लेकिन अगर मोड तेजी से गतिशील है, यानी, तापमान नाटकीय रूप से कई बार बदल जाएगा, कॉइल के माध्यम से चालू और चालू होने पर लगातार स्विचिंग के साथ, सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्में टूट जाएंगी, ऑक्सीजन निक्रोम में प्रवेश करेगी, और अंततः तत्व ऑक्सीकरण और नष्ट।

उद्योग गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातुओं से बने नंगे तारों और कॉइल के उत्पादन के लिए तामचीनी और सिलिकॉन सिलिकॉन वार्निश के साथ अछूता तारों का उत्पादन करता है।

बुध

पारा एक विशेष उल्लेख के योग्य है क्योंकि यह एकमात्र ऐसी धातु है जो कमरे के तापमान पर तरल रहती है। पारा का ऑक्सीकरण तापमान 356.9 ° C है, पारा लगभग वायु गैसों के साथ संपर्क नहीं करता है। एसिड (सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक) और क्षार के समाधान पारा को प्रभावित नहीं करते हैं, लेकिन यह केंद्रित एसिड (सल्फ्यूरिक, हाइड्रोक्लोरिक, नाइट्रिक) में घुलनशील है। जस्ता, निकल, चांदी, तांबा, सीसा, टिन, सोना पारे में घुल जाता है।

पारा का घनत्व 13.55 ग्राम / सेमी 3 है, तरल से ठोस अवस्था में संक्रमण का तापमान -39 ° C है, विशिष्ट प्रतिरोध 0.94 से 0.95 ओम * sq.mm / m है, प्रतिरोध का तापमान गुणांक 0,000990 1 है / ° C ... ये गुण विशेष प्रयोजन के स्विच और रिले के साथ-साथ पारा रेक्टिफायर के लिए तरल प्रवाहकीय संपर्कों के रूप में पारा का उपयोग करना संभव बनाते हैं। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि पारा अत्यंत विषैला होता है।