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ニクロム（ NiCr、ニッケルクロム、クロムニッケルとも呼ばれる）は、ニッケルとクロム（および時折鉄[ 1 ]）の合金のファミリーであり、抵抗線、トースター、電気ケトル、スペースヒーターなどの機器の発熱体、一部の歯科修復物（詰め物）、およびその他のいくつかの用途で一般的に使用されています。
ニクロムは、1906年にアルバート・マーシュによって特許が取得された（米国特許第811,859号[ 2 ]）抵抗加熱合金の中で最も古い記録のある形態である。
Aグレードのニクロム合金は、質量比でニッケル80％、クロム20％ですが、様々な用途に合わせて他の金属の組み合わせも数多く存在します。
Cグレードのニクロムは、常に銀色で、耐腐食性があり、融点が約1,400 ℃ （2,550 °F ）と高く、電気抵抗率は約1.12μΩ・mで、銅の16.78nΩ・mの約66倍です。[ 3 ]ニクロムの配合によっては、抵抗率が1.0μΩ・mと低いものや、1.5μΩ・mと高いものもあります。[ 4 ]
ほぼすべての導線は加熱に使用できますが、ほとんどの金属は電気を非常に効率的に伝導するため、熱を発生させるのに十分な抵抗を生み出すには、非常に細く繊細な線にする必要があります。空気中で加熱されると、ほとんどの金属はすぐに酸化し、もろくなって壊れます。ニクロム線は、赤熱温度まで加熱されると、外層に酸化クロムが形成されます[ 5 ]。この酸化クロムは空気中で熱力学的に安定しており、ほとんど酸素を通さず、発熱体をそれ以上の酸化から保護します。
ニクロム合金は、高い機械的強度と高いクリープ強度で知られています。[ 6 ]ニクロムの特性は、その合金によって異なります。示されている数値は、代表的な材料の代表値であり、有効数字で表すと正確です。差異は、ニッケルまたはクロムの含有率の違いによるものです。
抵抗加熱に使用されるニクロム合金は、ASTM規格とDIN規格の両方で規定されています。[ 7 ] [ 8 ]これらの規格では、合金中に含まれるべきニッケルとクロムの相対的な割合が規定されています。ASTM規格で規定されている3種類の合金には、他の微量元素に加えて、以下のものが含まれています。
ニクロムの各標準組成には、固有の材料特性があります。一般的な特性は以下のとおりです。[ 9 ]
ニクロムは、製造コストが低く、強度、延性、耐酸化性、高温での安定性、電気抵抗に優れているため、ヘアドライヤーやヒートガンなどの電気加熱素子に広く使用されています。通常、ニクロムは一定の電気抵抗になるようにコイル状に巻かれ、電流を流すとジュール熱によって熱が発生します。
ニクロムは、爆発物や花火業界で、電気マッチや模型ロケットの点火装置などの電気点火システムのブリッジワイヤーとして使用されている。
工業用および趣味用の熱線式発泡スチロールカッターにはニクロム線が使用されています。
ニクロム線は、陶芸において、粘土彫刻の構成要素がまだ柔らかい段階で形状を保つための内部支持構造として一般的に使用されます。ニクロム線は、窯で粘土を焼成する際に発生する高温に耐えることができるため、広く用いられています。
ニクロム線は、炎の非発光部分を着色することで、ナトリウム、カリウム、銅、カルシウムなどの陽イオンを検出するための炎色反応試験において、白金線の代替として使用できる。
その他の用途としては、オートバイのマフラー、微生物学実験装置の特定分野、RepRap 3Dプリンティングコミュニティによるプラスチック押出機の発熱体、宇宙船LightSail-Aのソーラーパネル展開機構、電子タバコの加熱コイルなどが挙げられる。
合金の価格は、高価なニッケル含有量によって左右されます。販売代理店の価格設定は通常、ニッケルの市場価格に連動しています。
ニッケルアレルギーは一般的です。加熱エレメントのワイヤーは機器の使用者が直接触れることはめったにありませんが、ニクロムの使用例の中には触れるものもあります。プエルトリコ大学が1984年に行った調査では、検査を受けた人の28.5%がニッケルに接触した後に何らかのアレルギー反応を起こしたことが示されました。[ 10 ]
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