전도성 철 및 강철
자연에서 철은 산소와 함께 다양한 화합물(FeO, Fd2O3 등)로 존재합니다. 이러한 화합물에서 화학적으로 순수한 철을 분리하는 것은 극히 어렵습니다. 화학적으로 순수한 철은 전기적, 자기적 성질 면에서 전기분해법으로 불순물을 정제한 철(전해철)에 가깝다. 전해 철의 총 불순물 양은 0.03%를 초과하지 않습니다.
철의 주요 불순물은 산소(O2), 질소(N2), 탄소(C), 황(C), 인(P), 규소(Si), 망간(Mn) 등입니다. 대부분의 불순물은 광석과 연료에서 철에 들어갑니다.
규소와 망간은 특히 탈산소제로 철에 도입됩니다. 그들은 산소와 쉽게 결합하여 산화물을 형성하는데, 이는 용철(강철)에서 슬래그 형태로 표면에 떠오르고 제거됩니다. 이것은 강철의 기계적 성질을 향상시키지만 강철에 소량 남아 전기 전도도를 감소시킵니다.
유황과 인은 유해한 불순물입니다. 광석과 연료에서 철과 강철에 들어가면 강철의 취성을 유발합니다.가스(질소 및 산소)도 철과 강철의 전기적 및 자기적 특성을 저하시키므로 유해한 불순물입니다.
철의 기술적 특성은 탄소 함량이 0.01~0.1%인 저탄소강입니다. 구조용 강재에서 탄소는 0.07~0.7%, 공구 및 기타 특수(합금)강에 0.7~1.7% 함유되어 있습니다.
철과 강철 - 기계적 인장 강도가 높은 가장 저렴하고 접근하기 쉬운 전도성 재료이지만 다음과 같은 단점으로 인해 사용이 제한됩니다.
이 효과와 교류에 대한 전기 저항의 크기를 줄이기 위해 그들은 가능한 가장 낮은 자기 투자율을 가진 강철을 사용하려고 합니다.
강선 생산에는 탄소 함량이 0.10 ~ 0.15%인 강철이 사용되며 밀도는 7.8g/cm3, 융점은 1392 — 1400ОС, 최대 인장 강도는 55 — 70kg/mm2, 상대 연신율입니다. 4 - 5%, 저항 0.135 - 146ohm hmm2 / m, 저항의 온도 계수 α = +0.0057 1/℃
대기 부식으로부터 보호하기 위해 강철 와이어는 얇은 구리 또는 아연 층(0.016 - 0.020mm)으로 덮여 있습니다.
강선 및 막대는 또한 코어로 사용됩니다. 바이메탈 와이어전도성 구리를 크게 절약할 수 있습니다. 바이메탈 도체는 전기 장치에 사용됩니다(칼 열쇠, 접촉기 등).
쌀. 1. 바이메탈 와이어의 단면
쌀. 2. 바이메탈 강철-알루미늄 와이어의 단면: 1 — 알루미늄 와이어, 2 — 스틸 와이어
높은 기계적 인장 강도(130 - 170 kg/mm2)를 가진 아연 도금 강선은 기계적 인장 강도를 높이기 위해 강철-알루미늄 와이어의 코어로 사용됩니다.