الوزن النوعي للنيكروم وخصائصه ومزاياه وجدول القيم
النيكروم مجموعة سبائك تتكون من النيكل بنسبة 55 إلى 78%، والكروم بنسبة 15 إلى 23%، وإضافات مختلفة مثل السيليكون والألمنيوم والمنغنيز والحديد. والغرض الأساسي من هذه المادة صنع عناصر التسخين والمقاومات.
طوّر أ. مارش أول سبيكة نيكروم عام 1905 في الولايات المتحدة الأمريكية.
جدول الوزن النوعي للنيكروم
لأن النيكروم مادة مركبة، لا يمكن حساب وزنه النوعي ذاتيًا في الظروف الميدانية، بل تُجرى هذه الحسابات في مختبرات كيميائية متخصصة. ومع ذلك فإن متوسط وزنه النوعي معروف ويتراوح بين 8,1 و8,4 غ/سم³.
لتبسيط الحسابات، يعرض الجدول التالي الوزن النوعي للنيكروم ووزنه بحسب وحدات القياس.
| المادة | الوزن النوعي (غ/سم³) | وزن 1 م³ (كغ) |
| النيكروم | من 8,1 إلى 8,4 | من 8100 إلى 8400 |
خصائص النيكروم
بفضل مقاومته العالية للأكسدة وقابليته الجيدة للتصنيع ومقاومته الكهربائية النوعية المرتفعة وقدرته على العمل في درجات حرارة عالية، يُستخدم النيكروم كثيرًا في إنتاج عناصر التسخين.
تتراوح مقاومته الكهربائية النوعية، بحسب الدرجة، بين 1,05 و1,4 أوم*مم²/م، وكثافته بين 8100 و8400 كغ/م³. وتقع درجة انصهار معظم سبائك النيكل والكروم ضمن 1350-1400 °C تقريبًا. وتعتمد درجة التشغيل المسموح بها لعناصر التسخين على الدرجة وقطر السلك والوسط ونظام التبريد؛ وهي أدنى من درجة الانصهار عادةً، وغالبًا ما تكون نحو 1000-1200 °C للأسلاك الشائعة. وتبلغ الحرارة النوعية عند 25 °C نحو 450 جول/(كغ*كلفن)، ومقاومة الشد نحو 0,65-0,70 غيغاباسكال.
تتميز هذه المواد بمقاومة ممتازة للحرارة واللدونة ومقاومة الزحف والاحتفاظ الجيد بالشكل.
مزايا النيكروم
النيكروم مجموعة سبائك باهظة الثمن، ولذلك يُستبدل أحيانًا بالفخرال لتوفير التكلفة. لكن الفخرال لا يستطيع دائمًا أن يحل محله بالكامل، فيعتمد استخدامهما على طبيعة العمل.
تشمل مزايا النيكروم:
- عددًا كبيرًا من دورات التشغيل والإيقاف
- لدونة وقابلية تصنيع كافيتين عند اختيار الدرجة ونظام التسخين بصورة صحيحة
- مقاومة عالية للأكسدة والتآكل الجوي، لكنها ليست مقاومة كيميائية مطلقة
- معظم درجات النيكل-كروم عالية النيكل غير مغناطيسية أو ضعيفة المغناطيسية؛ وتعتمد الخصائص على التركيب
- مقاومة عالية للزحف
- توافقًا جيدًا مع بطانات الشاموت والمواد الأكسيدية في أوضاع تشغيل السخانات المعتادة
- احتمالًا منخفضًا للترهل
على الرغم من ارتفاع ثمن هذه المادة، ستضمن موثوقيتها ومتانتها استمرار الطلب الكبير على هذه السبائك زمنًا طويلًا.
استخدامات النيكروم
استخدامات النيكروم واسعة، ولا سيما في المجالات التي تكون فيها الموثوقية والمتانة أهم ما يكون. ومن أبرزها:
- صنع عناصر التسخين
- استخدامه سبيكةً مقاومة للتأثيرات الكيميائية والحرارة عند العمل في البيئات العدوانية
- إنتاج قطع مقاومة لدرجات الحرارة العالية، مثل الريوستات وعناصر المقاومات
- الرش الحراري بوصفه طلاءً مقاومًا للحرارة وطبقة أساس
- استخدامه فتيلةً للمبخر في السجائر الإلكترونية
الأسئلة الشائعة
كم يزن 1 م³ من النيكروم؟
تورد المقالة نطاق كثافة 8100-8400 كغ/م³. وتعتمد القيمة الدقيقة على درجة السبيكة ومحتوى النيكل والكروم والإضافات.
لماذا يُستخدم النيكروم في السخانات؟
للنيكروم مقاومة كهربائية نوعية مرتفعة ومقاومة جيدة للحرارة والأكسدة، ولذلك يناسب ملفات التسخين.
بماذا يختلف النيكروم عن الفخرال؟
الفخرال أرخص ومقاوم للحرارة أيضًا، لكن خصائصه الميكانيكية ومقاومته وسلوكه عند التسخين مختلفة. ويعتمد الاستبدال على نظام تشغيل المنتج.