حديد وصلب موصل
في الطبيعة ، يوجد الحديد في مركبات مختلفة مع الأكسجين (FeO ، Fd2O3 ، إلخ). من الصعب للغاية عزل الحديد النقي كيميائيًا من هذه المركبات. من حيث الخواص الكهربائية والمغناطيسية ، فإن الحديد النقي كيميائيًا قريب من الحديد المنقى من الشوائب بطريقة التحليل الكهربائي (الحديد الإلكتروليتي). إجمالي كمية الشوائب في الحديد الإلكتروليتي لا يتجاوز 0.03٪.
الشوائب الرئيسية في الحديد هي: الأكسجين (O2) والنيتروجين (N2) والكربون (C) والكبريت (C) والفوسفور (P) والسيليكون (Si) والمنغنيز (Mn) وبعض الأنواع الأخرى. تدخل معظم الشوائب الحديد من الخام والوقود.
يتم إدخال السيليكون والمنغنيز على وجه التحديد في الحديد كمزيلات للأكسدة. تتحد بسهولة مع الأكسجين وتشكل أكاسيد ، والتي تطفو في الحديد المصهور (الصلب) على السطح في شكل خبث وتتم إزالتها. يعمل هذا على تحسين الخواص الميكانيكية للفولاذ ، ولكن مع بقاء كمية صغيرة في الفولاذ ، فإنها تقلل من الموصلية الكهربائية.
الكبريت والفوسفور من الشوائب الضارة. الحصول على الحديد والصلب من الركاز والوقود ، فإنها تسبب تقصف الفولاذ.الغازات (النيتروجين والأكسجين) هي أيضًا شوائب ضارة ، لأنها تؤدي إلى تدهور الخواص الكهربائية والمغناطيسية للحديد والصلب.
الصفات التقنية للحديد هي الفولاذ منخفض الكربون ، ويتراوح محتوى الكربون من 0.01 إلى 0.1٪. في الفولاذ الإنشائي ، يتم احتواء الكربون في كمية من 0.07 إلى 0.7٪ ، وفي الأدوات والفولاذ الخاص (السبائك) - من 0.7 إلى 1.7٪.
الحديد والصلب - المواد الموصلة الأرخص والأكثر سهولة مع قوة شد ميكانيكية عالية ، ولكن استخدامها محدود بسبب العيوب التالية.
لتقليل هذا التأثير وحجم المقاومة الكهربائية للتيار المتردد ، يحاولون استخدام الفولاذ بأقل نفاذية مغناطيسية ممكنة.
لإنتاج الأسلاك الفولاذية ، يتم استخدام الفولاذ المحتوي على الكربون من 0.10 إلى 0.15٪ ، والذي له الخصائص التالية: الكثافة 7.8 جم / سم 3 ، نقطة الانصهار 1392 - 1400 درجة مئوية ، أقصى قوة شد 55-70 كجم / مم 2 ، الاستطالة النسبية 4-5٪ ، المقاومة 0.135 - 146 أوم hmm2 / م ، معامل درجة حرارة المقاومة α = +0.0057 1 / درجة مئوية.
لحمايتها من التآكل الجوي ، يتم تغطية الأسلاك الفولاذية بطبقة رقيقة من النحاس أو الزنك (0.016 - 0.020 مم).
تستخدم الأسلاك والقضبان الفولاذية أيضًا كقلب في أسلاك ثنائية المعدنتوفير وفورات كبيرة في النحاس موصل. تستخدم الموصلات ثنائية المعدن في الأجهزة الكهربائية (مفاتيح السكين، المقاولين ، إلخ).
أرز. 1. مقطع عرضي لسلك معدنين
أرز. 2. المقطع العرضي للسلك المعدني الفولاذي والألمنيوم: 1 - سلك ألمنيوم ، 2 - سلك فولاذي
يتم استخدام الأسلاك الفولاذية المجلفنة ذات قوة الشد الميكانيكية العالية (130-170 كجم / مم 2) كنواة في أسلاك الفولاذ والألمنيوم لزيادة قوة الشد الميكانيكية.