El nicrom (también conocido como NiCr , níquel-cromo o cromo-níquel ) es una familia de aleaciones de níquel y cromo (y ocasionalmente hierro [1] ) comúnmente utilizadas como cables de resistencia , elementos de calentamiento en dispositivos como tostadoras , teteras eléctricas y calentadores de ambiente , en algunas restauraciones dentales (empastes) y en algunas otras aplicaciones.
Patentado en 1906 por Albert Marsh (patente estadounidense 811.859 [2] ), el nicrom es la forma más antigua documentada de aleación de calentamiento por resistencia.
La aleación de nicromo de grado A es 80% níquel y 20% cromo en masa, pero hay muchas otras combinaciones de metales para diversas aplicaciones.
El nicromo de grado C tiene un color plateado uniforme , es resistente a la corrosión, tiene un punto de fusión alto de aproximadamente 1400 °C (2550 °F ) y tiene una resistividad eléctrica de alrededor de 1,12 μΩ·m, que es alrededor de 66 veces mayor que la resistividad del cobre de 16,78 nΩ·m. [3] Algunas formulaciones de nicromo tienen una resistividad tan baja como 1,0 μΩ·m o tan alta como 1,5 μΩ·m. [4]
Casi cualquier cable conductor puede utilizarse para calentar, pero la mayoría de los metales conducen la electricidad con gran eficiencia, por lo que es necesario darles forma de cables muy finos y delicados para crear suficiente resistencia para generar calor. Cuando se calientan en el aire, la mayoría de los metales se oxidan rápidamente, se vuelven quebradizos y se rompen. El cable de nicromo, cuando se calienta a temperaturas al rojo vivo, desarrolla una capa exterior de óxido de cromo [5] , que es termodinámicamente estable en el aire, es en su mayoría impermeable al oxígeno y protege el elemento calefactor de una mayor oxidación.
Las aleaciones de nicromo son conocidas por su alta resistencia mecánica y su alta resistencia a la fluencia. [6] Las propiedades del nicromo varían según su aleación. Las cifras que se dan son representativas del material típico y son precisas respecto de las cifras significativas expresadas. Cualquier variación se debe a diferentes porcentajes de níquel o cromo.
Las aleaciones de nicromo para uso en calentamiento por resistencia se describen en las normas ASTM y DIN. [7] [8] Estas normas especifican los porcentajes relativos de níquel y cromo que deben estar presentes en una aleación. En ASTM se especifican tres aleaciones que contienen, entre otros elementos traza:
Cada composición estándar de nicromo tiene propiedades materiales únicas. A continuación se indican algunas de las propiedades generales: [9]
Debido a su bajo costo de fabricación, su resistencia, ductilidad, resistencia a la oxidación , estabilidad a altas temperaturas y resistencia al flujo de electrones, el nicromo se utiliza ampliamente en elementos de calentamiento eléctrico en aplicaciones como secadores de pelo y pistolas de calor. Por lo general, el nicromo se enrolla en bobinas hasta una cierta resistencia eléctrica y, cuando pasa corriente a través de él, el calentamiento Joule produce calor.
El nicrom se utiliza en la industria de explosivos y fuegos artificiales como puente en sistemas de encendido eléctrico, como cerillas eléctricas y encendedores de cohetes modelo .
Los cortadores de espuma con alambre caliente para uso industrial y doméstico utilizan alambre de nicromo.
El alambre de nicromo se utiliza habitualmente en cerámica como estructura de soporte interna para ayudar a que algunos elementos de las esculturas de arcilla mantengan su forma mientras aún están blandos. El alambre de nicromo se utiliza por su capacidad de soportar las altas temperaturas que se producen cuando las piezas de arcilla se cuecen en un horno .
El alambre de nicromo se puede utilizar como alternativa al alambre de platino para pruebas de llama coloreando la parte no luminosa de una llama para detectar cationes como sodio, potasio, cobre, calcio, etc.
Otras áreas de uso incluyen silenciadores de motocicletas , en ciertas áreas de los aparatos de laboratorio microbiológicos, como elemento calefactor de las extrusoras de plástico de la comunidad de impresión 3D RepRap , en el mecanismo de despliegue de paneles solares de la nave espacial LightSail-A y como bobinas de calentamiento de los cigarrillos electrónicos .
El precio de la aleación está determinado por el contenido de níquel, que es más caro . Los precios de los distribuidores suelen estar indexados a los precios del mercado del níquel .
El níquel es un alérgeno común; un estudio de 1984 de la Universidad de Puerto Rico mostró que el 28,5% de las personas examinadas tuvieron algún tipo de reacción alérgica después del contacto con níquel. [10]
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