Введение

Нихром (также известный как NiCr, никель-хром или хромоникель) – это семейство сплавов, состоящих преимущественно из никеля и хрома (иногда с добавлением железа), широко используемых в качестве нагревательных элементов и сопротивляющего провода в таких приборах, как тостеры, электрические чайники и обогреватели, а также в некоторых стоматологических пломбах и других областях применения. Запатентованный в 1906 году Альбертом Маршем (патент США № 811 859), нихром является старейшим известным сплавом для сопротивлятельного нагрева. Сплав нихрома марки А содержит 80% никеля и 20% хрома по массе, однако для различных применений существует множество других комбинаций металлов.

Свойства

Нихром класса C неизменно имеет серебристый цвет, устойчив к коррозии, обладает высокой температурой плавления около 1400 °C (2552 °F) и электрическим сопротивлением примерно 112 мкОм·см, что примерно в 66 раз выше, чем у меди (1,678 мкОм·см). Почти любой проводящий проводник можно использовать для нагрева, но большинство металлов очень эффективно проводят электричество, поэтому для создания достаточного сопротивления для выделения тепла их необходимо изготавливать в виде очень тонких и хрупких проволок. При нагревании на воздухе большинство металлов быстро окисляются, становятся хрупкими и разрушаются. Нихромовая проволока при нагревании докрасна образует внешний слой оксида хрома, который термодинамически стабилен на воздухе, практически непроницаем для кислорода и защищает нагревательный элемент от дальнейшего окисления. Нихромовые сплавы известны своей высокой механической прочностью и высокой стойкостью к ползучести. Свойства нихрома варьируются в зависимости от его состава. Приведенные значения типичны для данного материала и соответствуют указанной точности. Любые отклонения обусловлены различным процентным содержанием никеля или хрома.

Применение

Из-за низкой стоимости производства, прочности, пластичности, стойкости к окислению, стабильности при высоких температурах и сопротивления прохождению электрического тока, нихром широко используется в электрических нагревательных элементах в таких устройствах, как фены и строительные фены. Как правило, нихром наматывается в спирали до определенного электрического сопротивления, и при прохождении через него тока эффект Джоуля выделяет тепло. Нихром применяется в производстве взрывчатых веществ и фейерверков в качестве воспламенительной проволоки в системах электрического поджига, таких как электрические детонаторы и запалы для моделей ракет. Промышленные и любительские резаки для пенопласта с нагревательной проволокой используют нихромовую проволоку. Нихромовая проволока часто используется в керамике в качестве внутренней поддерживающей структуры, помогающей некоторым элементам глиняных скульптур сохранять форму, пока глина еще мягкая. Нихромовая проволока используется благодаря своей способности выдерживать высокие температуры, возникающие при обжиге керамических изделий в печи. Нихромовую проволоку можно использовать как альтернативу платиновой проволоке для проведения проб на пламя, окрашивая не светящуюся часть пламени для обнаружения катионов, таких как натрий, калий, медь, кальций и другие. Другие области применения включают глушители мотоциклов, некоторые элементы микробиологического лабораторного оборудования, нагревательные элементы пластиковых экструдеров, используемые сообществом 3D-печати RepRap, механизм развертывания солнечных панелей космического аппарата LightSail A и нагревательные спирали электронных сигарет. Цена сплава определяется более высокой стоимостью никеля в его составе. Цены дистрибьюторов обычно привязаны к рыночным ценам на никель.

Токсичность

Никель — распространенный аллерген. Исследование 1984 года, проведенное Университетом Пуэрто-Рико, показало, что у 28,5% протестированных людей возникла аллергическая реакция после контакта с никелем.