電熱合金の物性 - 電気抵抗率

電熱合金の物性 - 電気抵抗率

1、電気抵抗率の定義

電気抵抗率。抵抗係数または比抵抗とも呼ばれます。 これは、電流の通過に対する導体の抵抗を表す電気パラメータです。 導体の抵抗率とその抵抗の関係は次のとおりです。

R= ρ L/S

その中で、R 導体の抵抗、Ω;

L 導体の長さ、m。

S 導体の断面積、mm2;

ρ - 導体の電気抵抗率、μ Ω · m。

電気抵抗率は、合金材料の幾何学的寸法に依存しない電気パラメータです。 これは、その化学組成、金属組織（固溶体、金属化合物、純物質など、金属構造における化学的性質、結晶構造、物理的性質が同じ組成を指します）、および使用温度に関係します。 電熱合金材料の抵抗値を計算する上で重要なデータです。

2、電熱合金の電気抵抗率の特性

電熱合金材料を通常の導電性材料と区別する特徴の 1 つは、材料の電気抵抗率について特定の要件があることです。 一般的な導電性材料ではより低い抵抗率が望まれますが、電熱合金材料では、製造される電熱体の高い電熱変換率、コンパクトな構造、安定した電力伝送などを確保するために十分な抵抗率が必要です。発熱合金材料には次の特性が必要です。

(1) 高い比抵抗値: 電熱合金材料は、まず比較的高い比抵抗を持っている必要があります。 高抵抗材料で作られた電熱素子は電熱変換効率が高い。 電気発熱体の体積は小さいです。 合金材料を節約します。 ハイパワーかつ高速加熱を実現できます。 これは、高温、高出力、小容積の電気加熱炉を設計する場合に特に重要です。

電気発熱体を設計する際の原則は、高温の要素には電気抵抗率の高い合金材料を選択し、中温および低温の要素には電気抵抗率の低い合金材料を選択することです。

(2) 使用中の安定した電気抵抗率: 電気発熱体の電気抵抗率は、使用中に安定している必要があります。 抵抗率の変化が小さいほど、部品の抵抗変化が小さくなり、加熱出力の変化も小さくなるため、良好で安定した加熱品質が保証されます。

電熱合金は、化学組成の変化や結晶粒界または結晶粒内での化合物の析出により、高温での電気抵抗率の変化を引き起こす可能性があります。 ニッケルクロムおよびニッケルクロム鉄合金の金属組織は高温でも比較的安定しているため、長期間使用しても電気抵抗率は安定しています。 反対に、鉄クロムアルミニウム合金の安定性は比較的劣っています。これは主に合金中のアルミニウム含有量が連続的に減少し、その結果電気抵抗率が変化するためです。

（３）電気抵抗率の均一性が良い：電気抵抗率の均一性とは、電熱合金線または帯のメートルおよびバッチごとの電気抵抗率またはメートル当たりの抵抗値の均一性を指し、変動幅が小さいほど良い。 電気抵抗率の均一性は、合金の製錬、鋳造、熱処理、線材の単体重量など多くの要因に関係します。

ニッケルクロム系合金およびニッケルクロム鉄系合金の電気抵抗率の均一性は、鉄クロムアルミニウム系合金よりも優れています。 後者のアルミニウムは、製錬および鋳造中に偏析しやすく（結晶化中に合金中のさまざまな構成元素が不均一に分布することを偏析といいます）、合金の均一性の低下につながります。

電気抵抗率の均一性は、細いワイヤや薄いストリップにとって特に重要です。 これらは主に大量の家庭用電化製品用の電熱要素を製造するために使用されるため、抵抗率の均一性が低いと各要素の出力に差が生じる可能性があります。

(4) 温度による抵抗率の変化は小さくなければなりません。抵抗率と温度の間には線形関係があり、これは抵抗の温度係数で表すことができます。 理想的な電熱合金材料の抵抗温度係数の絶対値は小さいほど良い。 抵抗温度係数が小さいほど、加熱過程における抵抗値の変化が小さくなり、電熱体の抵抗値の変動値が小さくなり、安定した加熱が可能となる。

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