تفاصيل سلك النيكل النقي في التطبيقات الصناعية

يتم سحب سلك النيكل النقي من النيكل النقي تجاريًا، وتصف العبارة عائلة وليس منتجًا واحدًا. تختلف الدرجتان اللتان توفران كل ذلك تقريبًا في الكربون فقط، وتغطيهما أرقام UNS مختلفة، ويتم الاختيار بينهما من خلال العملية التي يمر بها السلك وليس من خلال المهمة التي ينتهي بها الأمر. كل شيء آخر يتعلق بالسلك يتبع من اثنين من خصائصه الخاصة، وهاتان الخاصيتان تقرران أي من التطبيقات المألوفة يمكنه حملها بالفعل.

وعادةً ما يتم إدراج التطبيقات على أنها مكونات كهربائية وعناصر تسخين وبطاريات. هذه القائمة دقيقة بقدر ما تذهب، ويأتي اثنان من الثلاثة مع مؤهل منشور يحتاجه المشتري قبل طلب السلك، لأن المؤهل هو الذي يقرر ما إذا كان التطبيق يعمل على الإطلاق.

يوصف النيكل النقي تجاريًا في نشرته بأنه نقي بنسبة 99.6%، وتحدد المواصفات التي يتم بيعه بها ما لا يقل عن 99.0% للنيكل بالإضافة إلى الكوبالت. الرقم التجاري ورقم المواصفات بيانان مختلفان، والعنصر الذي يفصل بين الدرجتين في الجدول أدناه هو الكربون بنسبة 0.15% كحد أقصى مقابل 0.02% كحد أقصى. هذا الاختلاف الوحيد هو الذي يقرر ما إذا كان السلك سينجو من التلدين اللامع دون التعرض لخطر تشكل الجرافيت فيه.

يجب أن يحمل سطر الطلب رقم UNS وليس رقم النقاء فقط، لأن الشهادة التي توضح الحد الأدنى 99.0% والشهادة التجارية 99.6% كلاهما صحيحان لدرجتين مختلفتين. عندما يكون السلك لامعًا بعد السحب، فإن درجة الكربون المنخفض هي التي يجب تحديدها، والسبب هو نطاق الجرافيت وليس واجب التحليل الكهربائي: التعرض لفترات طويلة بين 800 درجة فهرنهايت و1200 درجة فهرنهايت، وهو 425 درجة مئوية إلى 650 درجة مئوية، يترسب الجرافيت ويمكن أن يضر الخصائص بشدة.

يتم اختيار سلك النيكل لما يقاومه، ويعتبر سلوكه الكهربائي عائقًا وليس ميزة. الثوابت المنشورة أدناه هي تلك التي تظهر في الاستفسار، وصف المقاومة هو الذي غالبًا ما يتم إساءة قراءته.

اقرأ صفي المقاومة معًا وستجد أن الادعاء الذي يظهر في قدر كبير من المواد المنشورة حول هذا السلك ينهار. بين 20 درجة مئوية و100 درجة مئوية، ترتفع المقاومة من 0.096 إلى 0.130 ميكرو أوم متر، وهو تغير يبلغ حوالي 35% على ثمانين كلفن، أو ما يقرب من 0.44% لكل كلفن متوسطًا خلال تلك الفترة. ولذلك فإن مقاومة سلك النيكل تعتمد بقوة على درجة الحرارة وتستمر في الارتفاع فوق 100 درجة مئوية، مما يعني أن القول بأن السلك يحتفظ بقيمة مقاومة ثابتة عند درجة حرارة عالية هو عكس ما تظهره البيانات المنشورة.

النقطة الثانية تتبع من نفس الجدول. النيكل موصل معتدل ومقاومته أكبر بعدة مرات من النحاس، لذلك لم يتم تحديده في جزء لكفاءة التوصيل. ما تم تحديده هو زوج الخصائص الموجودة في بقية الجدول وفي قسم التآكل: سطح ثابت وسلوك محدد عند درجة الحرارة. المصمم الذي يريد الموصلية يصل إلى النحاس، والمصمم الذي يريد مقاومة لا تتحرك يصل إلى سبيكة مصممة لهذا الغرض.

هذه هي أكبر مجموعة استخدامات للسلك، والأجزاء غير جذابة: توصيل الأسلاك، وأسلاك المعدات الكهربائية، والمحطات الطرفية، وأجزاء الاتصال للمرحلات والمفاتيح. يظهر النيكل فيها لأن السطح يظل نظيفًا وتبقى مقاومة التلامس قابلة للتنبؤ بها في جو رطب أو معتدل التآكل، وهو متطلب مختلف عن الموصلية العالية. الوصف المنشور للمادة يضعها في المعالجة الكيميائية والإلكترونية لهذا السبب بالضبط.

مؤهلان ينتميان إلى المجموعة. في اتصالات التتابع والتبديل، يعتبر النيكل مرشحًا حيث يكون الواجب عبارة عن حمل خفيف على مدى عمر طويل في جو مسبب للتآكل، وتنتمي فئات الانحناء الثقيل والتآكل الميكانيكي إلى عائلة مختلفة من مواد الاتصال. في التجميعات عالية التردد وعالية الطاقة، يكون الموصل نفسه عادة من النحاس أو المعدن المطلي، وأجزاء النيكل هي الخيوط والدعامات التي يجب أن تحافظ على شكلها وسطحها عند درجة الحرارة.

هذا هو التطبيق حيث يتم شراء الأسلاك والشريط من هذه المادة بأكبر حجم، وقاعدة القطبية هي الجزء الأكثر فائدة في وجودها على الورق. في خلية أيون الليثيوم، يتم بناء القطب الموجب على مجمع تيار من الألومنيوم والقطب السالب على النحاس، وتتبع مادة التبويب نفس الانقسام، لذلك يتم تجميع العبوة بأقراص الألومنيوم على الجانب الموجب والنيكل النقي أو النحاس المطلي بالنيكل على الجانب السلبي. تنص الأدبيات المنشورة حول علامة تبويب البطارية على الترتيب في هذه الشروط، والسبب هو التوافق الكهروكيميائي بين علامة التبويب ومجمع التيار وليس التفضيل بين معدنين.

نقطة اللحام هي السبب الثاني لاختيار هذه المادة هنا، وهي تنبع من المقاومة وليس على الرغم منها. يوصف النيكل النقي في أدبيات تجميع البطارية بأنه أسهل مواد التبويب للحام البقعي، لأن مقاومته تقع في النطاق الذي يحتاجه اللحام بالمقاومة من أجل توليد الحرارة عند المفصل. وبالتالي، يمكن لحام الحزمة المبنية من وصلات النيكل بالمعدات القياسية المستخدمة لتجميع الخلايا، وهو قرار إنتاجي وليس قرارًا يتعلق بالمواد. في عبوات هيدريد معدن النيكل والنيكل والكادميوم، يتم استخدام نفس السلك للتوصيلات البينية والتوصيلات الطرفية، وفي حزم أيونات الليثيوم، بما في ذلك فئتي 3C والطاقة، يكون علامة التبويب ومواد التوصيل البيني على الجانب السلبي.

عندما يتم استخدام السلك كوصلة وليس كموصل للطاقة، فإن المتطلب هو وصلة لا تتآكل ولا تنفك على مدى آلاف الدورات. يعد هذا تآكلًا ومتطلبات ميكانيكية معًا، وهذا هو السبب في بقاء المادة في عبوات لا يمكن للمعدن الأرخص ثمنها.

هذه هي المجموعة التي تتناقض فيها البيانات المنشورة مع الطريقة التي توصف بها المادة عادة، والتناقض يستحق بيانه بوضوح لأنه الفرق بين سخان يعمل وآخر يتعطل. يجب فصل المطالبتين. الأول هو أن سلك النيكل يتمتع بمقاومة ثابتة عند درجة الحرارة، وهو ما يستبعده جدول المقاومة أعلاه، حيث ترتفع القيمة بحوالي 35% بين 20 درجة مئوية و100 درجة مئوية وتستمر في الارتفاع. إن العنصر الذي تتحرك مقاومته بهذا القدر لا يوفر طاقة يمكن التنبؤ بها لجهد معين، ويفترض تصميم العنصر مقاومة يمكن حسابها عبر نطاق العمل.

الادعاء الثاني هو أن السلك لا يتأكسد لفترات طويلة عند درجة حرارة عالية. نشرة المادة تجيب على ذلك مباشرة، والجواب تحذير: يجب تجنب التسخين في الأجواء المؤكسدة عند درجات حرارة عالية، لما في ذلك من خطورة الأكسدة بين الحبيبات. الأكسدة بين الحبيبات ليست تغير لون السطح. فهو يمتد على طول حدود الحبوب إلى المعدن، والسلك الذي يمر عبره يفشل عند الحدود وليس على سطحه. سلك العنصر الذي يعمل في الهواء عند درجة حرارة الفرن هو الواجب المحدد الذي تطلب النشرة من المستخدم تجنبه.

وبالتالي فإن العناصر المحددة لمهمة الفرن والأجهزة يتم استخلاصها من سبائك السخان الحاملة للكروم، والتي تشكل أكسيدًا وقائيًا عند درجة الحرارة والذي يكون سلوك مقاومته هو السلوك الذي تم بناء تصميم العنصر حوله. لا يزال سلك النيكل مادة مقاومة بالمعنى الضيق لهذه العبارة، والواجبات التي ينتمي إليها هي المهام المعتدلة: جو متحكم فيه، أو درجة حرارة عمل منخفضة، أو مكون حيث المقاومة ليست هي الشيء الذي يتم التحكم فيه.

ما بقي من الوصف المعتاد هو جانب المعالجة. يكون السلك مطاوعًا في حالة التلدين، والتي تشير النشرة إلى أنها ذات صلابة منخفضة وليونة جيدة، ويمكن لفه في ملف أو تشكيله في شبكة بدون تشقق. هذه القابلية للتشكيل حقيقية، وهي السبب وراء ظهور السلك في مكونات الجرح بمختلف أنواعها، بما في ذلك تلك المذكورة أعلاه.

غالبًا ما يوصف سلك النيكل بأنه مادة مزدوجة حرارية، ولا تدعم المعايير ذلك. يتم تصنيع أزواج المعادن الأساسية والمعادن النبيلة القياسية من سبائك ومن أزواج محددة: النيكل والكروم مقابل النيكل والألمنيوم في النوع K، والنيكل والكروم والسيليكون ضد النيكل والسيليكون في النوع N، والنيكل والكروم ضد النحاس والنيكل في النوع E، والحديد ضد النحاس والنيكل في النوع J، والنحاس ضد النيكل والنحاس في النوع T. والنيكل النقي ليس أحد تلك الأرجل. إن السلك المستخدم كساق قياس خارج تلك الأزواج المحددة لا ينتج مخرجًا يصفه أي جدول منشور، لذا فإن المزدوجة الحرارية ليست تطبيقًا يمكن بيع هذه المادة فيه على أساس معيار.

الدور الحقيقي للنيكل في قياس درجة الحرارة هو مقياس حرارة المقاومة، وهو حقيقي ذو حد منشور. النيكل هو أحد المعادن المستخدمة لعناصر استشعار المقاومة، ويقتصر عنصر النيكل المطابق لمتطلبات DIN 43760 على نطاق قياس يتراوح من -80 إلى +260 درجة مئوية. هذا السقف أقل بكثير من نطاق عنصر البلاتين المستخدم في نفس الأدوات، وهو معيار الصناعة للواجب، والسبب هو نفس المنحنى الذي يظهر في جدول المقاومة: النيكل معدن حساس وغير خطي، واللاخطية هي ما يحد نطاقه المفيد.

لذلك يجب أن يتم طلب السلك الذي يتم شراؤه لتطبيق استشعار درجة الحرارة وفقًا لمواصفات مقياس حرارة المقاومة وتصميم عناصره، وليس مقابل رقم نوع المزدوجة الحرارية، لأن الاثنين أداتان مختلفتان بمواد مختلفة.

كل صف أدناه هو واجب البيانات المنشورة تؤهله أو تستبعده، والتأهيل جزء مما هو عليه السلك.

شيئان، وهما مختلفان. تم وصف الدرجات المطاوع في نشرتها بأنها نقية تجاريًا بنسبة 99.6%، بينما تحدد المواصفات التي تم بيعها بحد أدنى 99.0% للنيكل بالإضافة إلى الكوبالت مع وجود الرصيد المتبقي في المخلفات الخاضعة للرقابة. يتم فحص الشهادة مقابل الحد الأدنى 99.0%، لذا يجب أن يحمل الطلب رقم UNS، مع وجود رقم النقاء التجاري بجانبه كوصف.

لا، وهذا هو التصحيح الأكثر أهمية بالنسبة للسلك الذي يدخل في مهمة المقاومة أو التسخين. تبلغ المقاومة المنشورة 0.096 ميكرو أوم متر عند 20 درجة مئوية و0.130 عند 100 درجة مئوية، أي بارتفاع حوالي 35% على ثمانين كلفن، وتستمر في الارتفاع فوق ذلك. ويبلغ متوسط ​​المعامل خلال هذه الفترة 0.44% تقريبًا لكل كلفن، وبالتالي فإن مقاومة عنصر النيكل تعتمد بشدة على درجة الحرارة.

- عدم وجوده في الهواء عند درجة حرارة عالية بدليل النشرة الخاصة بالمادة والتي تنص على ضرورة تجنب التسخين في الأجواء المؤكسدة عند درجات الحرارة المرتفعة لما في ذلك من خطورة الأكسدة بين الحبيبات. يمكن استخدام عنصر النيكل في درجة حرارة عمل منخفضة أو في جو متحكم فيه حيث يكون تغيير المقاومة مقبولاً، ويتم سحب العناصر المحددة لمهمة الفرن والأجهزة من سبائك السخان الحاملة للكروم.

ليس كساق موحدة. يتم تصنيع الأزواج المحددة من أزواج من السبائك، مثل النيكل والكروم مقابل النيكل والألومنيوم في النوع K والنيكل والكروم مقابل النحاس والنيكل في النوع E، والنيكل النقي ليس واحدًا منها. يتمثل دور قياس درجة الحرارة لهذه المادة في عنصر المقاومة، حيث تقتصر نسخة النيكل المتوافقة مع DIN 43760 على -80 إلى +260 درجة مئوية مقابل النطاق الأوسع بكثير لعنصر البلاتين.

على الجانب السلبي. يتم بناء خلية أيون الليثيوم باستخدام مجمع تيار من الألومنيوم على القطب الموجب والنحاس على القطب السالب، وتتبع مادة التبويب هذا الانقسام، لذلك يتم تجميع العبوات بأقراص الألومنيوم على الجانب الموجب والنيكل النقي أو النحاس المطلي بالنيكل على الجانب السلبي. إن سلوك اللحام بالنيكل النقي، والذي تصفه أدبيات تجميع البطارية المنشورة بأنه أسهل مواد التبويب للحام البقعي، هو السبب في أنه يحتل هذا المكان في الإنتاج وكذلك في التصميم.

يتم توريد السلك على شكل لفائف أو على مكبات، في الحالة الملدنة أو المسحوبة على البارد، من قطر 0.025 ملم إلى أعلى وإلى السحب. معيار المواد للأسلاك من هذه العائلة هو ISO 9724، مع ASTM B 160 وقضبان وقضبان التغطية المكافئة ASME وقضيب التغطية ISO 9723، ويتم إصدار التحليل والنتائج الميكانيكية للدفعة في مستند الفحص للحرارة التي يأتي منها السلك.

سلك النيكل النقي عبارة عن عائلة مكونة من درجتين، مفصولة بالكربون ومحددة برقم UNS، مأخوذة من النيكل النقي تجاريًا بنسبة اسمية 99.6% مقابل حد أدنى للمواصفات يبلغ 99.0% للنيكل بالإضافة إلى الكوبالت. يتم شراؤه بسبب سطحه وسلوكه في اختزال المواد الكيميائية وفي القلويات الكاوية، وليس بسبب موصليته أو مقاومته الثابتة، لأن مقاومته ترتفع بمقدار الثلث تقريبًا بين 20 درجة مئوية و100 درجة مئوية. التطبيقان اللذان يجب قراءة البيانات المنشورة بهما بعناية هما عنصر التسخين، حيث تحذر نشرة المادة من التسخين في الأجواء المؤكسدة عند درجة حرارة عالية بسبب الأكسدة بين الحبيبات، والمزدوجة الحرارية، حيث تكون الأرجل المعيارية عبارة عن سبائك ودور القياس الحقيقي لهذه المادة هو عنصر مقاومة النيكل DIN 43760 بمدى يصل إلى 260 درجة مئوية.

حيث يتم شراء السلك بأكبر حجم هو حزمة البطارية، وقاعدة القطبية هي الجزء المفيد من ذلك. علامات تبويب من الألومنيوم على الجانب الموجب، والنيكل النقي أو النحاس المطلي بالنيكل على الجانب السلبي، وشريط أو سلك من النيكل للوصلات البينية، تم اختيارها لأنها تلحم نقطيًا بشكل موثوق ولأن المفصل يحافظ على سطحه طوال عمر العبوة. يتم توفير السلك في ملفات وعلى مكبات من تشانغتشو، جيانغسو في حالة ملدنة أو مسحوبة على البارد، مقطوعة بالطول أو مستمرة، مع التحليل والنتائج الميكانيكية الصادرة ضد الحرارة.

1. نشرة Special Metals Corporation للنيكل 200 والنيكل 201. مصدر وصف المادة بأنها نيكل مشغول نقي تجاريًا بنسبة 99.6%، وحدود التركيب بما في ذلك الحد الأدنى 99.0% للنيكل بالإضافة إلى الكوبالت وحدود الكربون بنسبة 0.15% و0.02%، والتسميات وأرقام العمل، والثوابت الفيزيائية بما في ذلك الكثافة، ومدى الانصهار، ودرجة حرارة كوري، ومعامل المرونة والتوصيل الحراري، والمقاومة الكهربائية البالغة 0.096 ميكرو أوم متر عند 20 درجة مئوية و0.130 عند 100 درجة مئوية، والبيان بأن النيكل الملدن يتمتع بصلابة منخفضة وليونة جيدة، ووصف المادة بأنها شديدة المقاومة للمواد الكيميائية المختزلة وغير متميزة في مقاومة القلويات الكاوية، والتحذير من ضرورة تجنب التسخين في الأجواء المؤكسدة عند درجات حرارة عالية بسبب خطر الحبيبات الأكسدة، التقرير الذي يفيد بأن التعرض لفترة طويلة بين 800 درجة فهرنهايت و1200 درجة فهرنهايت يترسب الجرافيت، وقائمة أرقام المواصفات حسب شكل المنتج.
2. ISO 9723، قضبان النيكل وسبائك النيكل؛ ISO 9724، أسلاك النيكل وسبائك النيكل ومخزون الرسم؛ ISO 9725، مطروقات النيكل وسبائك النيكل؛ مع ASTM B 160 وASME SB 160 للقضبان والقضبان. مصدر للمعايير التي تغطي النماذج المقدمة وللبيان بأن معيار المواد لأسلاك هذه العائلة هو ISO 9724، الذي يحدد التركيب وخصائص الشد وجودة السطح وتفاوتات الأبعاد للأسلاك.
3. تم نشر مطبوعات تجميع البطارية وحزمتها، بما في ذلك الصفحات الفنية للموردين الخاصة بعلامات تبويب بطارية الليثيوم وشريط النيكل النقي في اللحام البقعي. مصدر للبيان أن القطب الموجب لبطارية الليثيوم أيون يستخدم علامات الألومنيوم والقطب السالب يستخدم علامات النيكل النقي أو علامات النحاس المطلية بالنيكل، وللبيان أن النيكل النقي هو أسهل مواد علامات التبويب للحام البقعي. هذه مصادر فنية تجارية ويتم اقتباسها على هذا النحو وليس كمعايير.
4. تم نشر منشورات الأجهزة حول عناصر المقاومة، بما في ذلك البيان الذي ينص على أن النيكل يقتصر على نطاق قياس يتراوح من -80 إلى +260 درجة مئوية وأن عناصر النيكل تتوافق مع متطلبات DIN 43760، بالإضافة إلى البيان الذي يفيد بأن البلاتين هو مادة الاستشعار القياسية الصناعية ذات نطاق أوسع بكثير. مصدر للمقارنة بين مادتي الاستشعار.
5. المواد الحرارية المنشورة وقوائم النوع. مصدر لتركيبات الأرجل لأزواج المعادن الأساسية القياسية، بما في ذلك النيكل والكروم مقابل النيكل والألومنيوم في النوع K، والنيكل والكروم والسيليكون مقابل النيكل والسيليكون في النوع N، والنيكل والكروم مقابل النحاس والنيكل في النوع E، والحديد مقابل النحاس والنيكل في النوع J، والنحاس ضد النيكل والنحاس في النوع T، وبالتالي للبيان بأن النيكل النقي ليس أحد الأرجل المحددة.
6. بيانات المنتج التي تحتفظ بها DLX Alloy. مصدر النماذج الموردة، يتراوح القطر من 0.025 مم، وظروف السحب الملدن والبارد، وتغليف الملف والبكرة، وموضع الفحص.

كل رقم أعلاه هو قيمة منشورة للمادة المذكورة، ويتم حساب المعامل المقتبس في مناقشة المقاومة من قيمتي المقاومة المنشورتين ولا يتم قياسه على سلك موصل. يتم قبول مجموعة أسلاك النيكل وفقًا للدرجة المطلوبة، والقطر، ودرجة الحرارة، وحالة السطح، مع تأكيد التحليل والنتائج الميكانيكية في مستند فحص الحرارة. تتحرك خصائص المقاومة والصلابة والشد مع الدرجة ودرجة الحرارة وقطر السلك، ولهذا السبب يتم ذكر الشرط أينما يتم ذكر القيمة. يجب فحص التطبيقات خارج الواجبات الموصوفة هنا مقابل الوسط ودرجة الحرارة المحددة، والمؤهلان الموجودان في هذه الصفحة، تحذير الأكسدة لواجب التسخين ونطاق قياس عنصر النيكل، هما المؤهلان اللذان يجب إجراءهما في هذا الفحص.