النيكروم

النيكروم عبارة عن سبيكة مكونة النيكل والكروم ذات لون فضي غامق مائل إلى الرمادي، وقد يضاف إليهما الحديد أحياناً، يتميّز النيكروم بمقاومته الكبيرة للحرارة بما في ذلك درجات الحرارة المرتفعة جداً والقادرة على صهر أي نوع آخر من المعادن، وتبلغ درجة انصهاره 1400 درجة مئويّة، كما أنه مقاوم للرطوبة وبالتالي يعتبر من أكثر المواد استقراراً وقدرةً على الحفاظ على قوامها وقوّتها، حيث تبلغ كثافته حوالي 8400 كغ/م3.

وقد تم صنع هذا المزيج المميّز عام من 1905 من قبل العالم ألبورت مارش في الولايات المتحدة الأميركية، يُستخدم النيكروم عادةً في صناعة أسلاك المقاومة التي يتم استخدامها لأغراضٍ كثيرة وذلك نسبةً لخصائصه المميزة، وهي:

  • الحرارة النوعية: يقصد بالحرارة النوعيّة كمية الحرارة اللازمة لتغيير درجة حرارة مادة ما بمقدار معيّن، وتبلغ الحرارة النوعية لمادة النيكروم 450 جول/كجم.كلفن
  • التوصيل الحراري: وهي قدرة المادة على نقل الحرارة دون تبديدها وتبلغ الناقلية الحرارية لمادة النيكروم 11.3 واط/متر/كلفن
  • معامل المرونة: وهو ميل مادة ما لتغيير شكلها (التشوه) عند تطبيق قوة معيّنة عليها، ومعامل المرونة للنيكروم 2.2*10 للقوة 11 باسكال.
  • التمدد الحراري: يقصد به مقدار تغيّر حجم المادة عند تطبيق مقدار معيّن من الحرارة، ويبلغ مقدار التمدد الحراري للنيكروم 14/ 10 للقوة 6 كلفن.
  • درجة حرارة التشغيل: وهي درجة حرارة المعدن اللازمة لعمل جهاز ميكانيكي أو كهربائي وتبلغ درجة حرارة التشغيل للنيكروم 900 درجة مئوية.
  • التآكل: يتميّز النيكروم بمقاومته العالية للتآكل حيث يحافظ على نفسه لفترة طويلة.
  • الأكسدة: يعتبر النيكروم مقاوم للأكسدة في درجات الحرارة العالية.

هكذا نجد أن خواص مادة النيكروم المميزة تجعلها مناسبة للعديد من الاستخدامات مثل:

  • يستخدم النيكروم في صناعة الألعاب الناريّة والمتفجّرات.
  • يستخدم النيكروم في صناعة الجسور المعدنيّة لأنظمة الإشعال الكهربائي مثل نموذج إشعال الصواريخ والسجائر الإلكترونيّة.
  • يستخدم النيكروم كهيكل خارجي مقاوم في صناعة السيراميك وصناعة الفخّار حيث يفيد عند حرق الطين في الأفران نظراً لمقاومته لدرجات الحرارة المرتفعة.
  • يفيد النيكروم في تصنيع كاتمات الصوت للدرجات الناريّة.
  • يستخدم في مجالات الاتصالات وإمدادات الطاقة وصناعة المعدات الطبية والعسكرية حيث يصبح تبديد الطاقة وإنتاج الضوضاء أقل.
  • في صناعة آلات اللّحام ومجففات الشعر والأفران الكهربائية، حيث يتم استخدام لفائف من مادة النيكروم التي تحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية، وبالتالي الحصول على طاقة أكبر لاستخدامها في المجالات السابقة.
  • يستخدم في المختبرات الميكروبيولوجية.

تختلف نسبة النيكل والكروم باختلاف أنواع السبيكة، وأشهر نسبة بينهما هي 80% نيكل و20% كروم ويُرمز لهذه السبيكة بالرمز Nichrome 80/20، بالإضافة إلى وجود نسب أخرى معروفة يدخل الحديد فيها، وتعتبر سبيكة النيكروم من السبائك غالية الثمن مقارنة بأنواع السبائك الأخرى، وذلك بسبب احتوائها على كمية كبيرة من النيكل الغالي الثمن بدوره، إلا أن مقاومته العالية للتآكل تعوّض غلاء ثمنه، يمكن شراء أسلاك النيكروم من المتاجر المخصصة لبيع الأسلاك والأدوات الكهربائية.

أكمل القراءة

النيكروم هو نوع من السبائك التي تحتوي على النيكل والكروم وقد تحتوي على الحديد وربما بعض العناصر الأخرى، وأكثر استخدام للنيكروم هو في أسلاك المقاومة في السخانات وفي حشوات ترميم الأسنان.
أول من اخترع مادة النيكروم هو العالم ألبرت مارش وحصل على براءة اختراع في الولايات المتحدة الأمريكية عن اختراعه لهذه المادة.
وسبائك النيكروم هي أقدم شكل من أشكال النيكروم وتحتوي هذه السبائك على 80% نيكل و 20% كروم، بالإضافة إلى القليل من المعادن الأخرى، والنيكروم لونه رمادي (فضي) دائمًا وهو مقاوم للتآكل ولديه نقطة انصهار عالية جدًا تصل إلى (1400 درجة مئوية) أي (2550 درجة فهرنهايت).
ومن أهم مميزات هذه المادة أنها قوية و تتمتع بالليونة ومقاومة للأكسدة ومقاومة لدرجات الحرارة المرتفعة، ومقاومة لحركة الإلكترونات ضمنها بالإضافة إلى أن تكلفة تصنيعها منخفضة، مما جعل هذه المادة الخيار المثالي في صناعة قطع التسخين الكهربائي، كما تستخدم في صناعة مجففات الشعر  والمدافع الحرارية، حيث يتم استخدامها في لفائف المقاومة الكهربائية وعند مرور التيار من خلالها تنتج حرارة تستخدم في التسخين.
يتم إنتاج سبائك النيكروم التي تحتوي على نسبة 20% من الحديد وهي ذات تكلفة أقل من السبائك المصنوعة من الكروم والنيكل فقط، لكنها ذات جودة أقل من الأخرى و أقل مقاومة للحرارة.
تم تطوير أنواع خاصة من سبائك النيكروم المعقدة مع معاملات درجة حرارة منخفضة للمقاومة الكهربائية (-5 إلى -10 لكل درجة مئوية)، ويتم استخدام هذا النوع من السبائك في صنع المقاومات الدقيقة.

ومن أهم استخدامات النيكروم:

  • جميع المعادن ناقلة للحرارة ومن الممكن استخدامها في التسخين، حيث يتم تصنيعها على شكل أسلاك رفيعة جدًا لخلق مقاومة كافية وإنتاج الحرارة، لكن هذه المعادن عند تسخينها في الهواء تتأكسد بسرعة وتصبح هشة وتتكسر، أما عند تسخين سلك مصنوع من النيكروم فإنه يشكل طبقة خارجية من أكسيد الكروم وهذه الطبقة مستقرة ديناميكيًا وحراريًا في الهواء وغالبًا ما تكون منيعة من الأكسجين مما يمنع أكسدتها ويجعلها ذات جودة عالية أكثر من باقي المعادن.
  • تستخدم أسلاك النيكروم في الهيكل الداخلي للسيراميك والمنحوتات الطينية لمساعدته في الحفاظ على شكله عندما يكون لا يزال رطبًا، وبما أن النيكروم مقاوم للحرارة يستخدم في الأعمال الطينية التي تحتاج إلى دخول فرن التسخين لمساعدتها في الحفاظ على شكلها.
  • يمكن استخدام سلك النيكروم كبديل للأسلاك البلاتينية لاختبار اللهب عن طريق تلوين الجزء غير المضيء من اللهب لاختبار الكاتيونات مثل الكالسيوم والبوتاسيوم والصوديوم والنحاس وغيرها…
  • يستخدم النيكروم في كواتم الصوت للدراجات النارية، وفي ولاعات السجائر

ومن أهم خصائص النيكروم:

  • لون النيكروم رمادي فضي.
  • الجاذبية النوعية للنيكروم هي (8,4).
  •  تصل كثافة النيكروم إلى (8400 كجم/ متر مكعب).
  • درجة انصهار هذه المادة هي ( 1400 درجة مئوية).
  • المقاومة الكهربائية للنيكروم في درجة حرارة الغرفة ( 1.0 × 10−6 إلى 1.5 × 10−6 Ω ) أوم.
  • الحرارة النوعية لهذه المادة ( Jkg 450 −1°C−1) والحرارة النوعية هي الحرارة اللازمة لتغير درجة حرارة المادة بمقدارٍ معين.
  • التوصيل الحراري هو قدرة المادة على توصيل الحرارة، و التوصيل الحراري للنيكروم (11.3 Wm−1°C−1 ).
  • معامل المرونة للنيكروم (2.2 × 1011 ) باسكال، ومعامل المرونة هو تغير شكل المادة عند تعرضها لقوة معينة.
  • والتمدد الحراري للنيكروم (14 × 10−6 ) درجة مئوية.
  • ودرجة حرارة التشغيل للنيكروم أي درجة الحرارة التي يعمل عندها محرك مصنوع من هذه المادة ( 900 درجة مئوية).
  • الصيغة الكيميائية للنيكروم ( NiCr) أما بالنسبة للأنواع التي تحتوي على الحديد فصيغتها الكيميائية ( NiFeCr).

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "ما هو النيكروم"؟