1.異なる成分

ニッケルクロム合金ワイヤは主にニッケル (Ni) とクロム (Cr) で構成されており、少量の他の元素も含まれる場合があります。ニッケルクロム合金におけるニッケルの含有量は一般に６０％〜８５％程度、クロムの含有量は１０％〜２５％程度である。たとえば、一般的なニッケルクロム合金 Cr20Ni80 のクロム含有量は約 20%、ニッケル含有量は約 80% です。

銅線の主成分は銅 (Cu) で、その純度は 99.9% 以上に達することができ、T1 純銅など、銅含有量は 99.95% にも達します。

2.異なる物性

色

・ニクロム線は通常シルバーグレーです。ニッケルとクロムの金属光沢が混ざり合ってこの色になるためです。

・銅線の色は銅の代表的な赤紫色で金属光沢があります。

密度

- ニッケルクロム合金の線密度は比較的大きく、一般に約 8.4g/cm3 です。たとえば、ニクロム線 1 立方メートルの質量は約 8400 kg です。

-銅線密度は約 8.96g/cm3 で、同じ体積の銅線はニッケルクロム合金線よりわずかに重いです。

融点

●ニッケルクロム合金は融点が約1400℃と高く、高温でも溶けにくく加工が可能です。

-銅の融点は約1083.4℃で、ニッケルクロム合金よりも低くなります。

電気伝導率

-銅線は電気をよく伝えます。標準状態では、銅の電気伝導率は約 5.96×10 S/m です。これは銅原子の電子構造により電流をよく流し、送電などの分野で広く使われている一般的な導電材料だからです。

ニッケルクロム合金線は導電性が悪く、その導電率は銅の導電率よりもはるかに低く、約1.1×10⁶S/mです。これは、合金中のニッケルとクロムの原子構造と相互作用により、電子の伝導がある程度妨げられるためです。

熱伝導率

・銅は熱伝導率が約401W/(m・K)と優れており、放熱装置など熱伝導性が要求される箇所に広く使用されています。

ニッケルクロム合金の熱伝導率は比較的弱く、一般に熱伝導率は11.3～17.4W/(m・K)です。

3. さまざまな化学的性質

耐食性

ニッケルクロム合金は、特に高温酸化環境において優れた耐食性を備えています。ニッケルとクロムは合金の表面に緻密な酸化膜を形成し、さらなる酸化反応を防ぎます。たとえば、高温の空気中では、この酸化膜層が合金内部の金属をさらなる腐食から保護します。

- 銅は空気中で容易に酸化されてバーカス (塩基性炭酸銅、式 Cu₂(OH)₂CO₃) を形成します。特に湿気の多い環境では、銅の表面は徐々に腐食しますが、一部の非酸化性の酸に対する耐食性は比較的良好です。

化学的安定性

- ニクロム合金は化学的安定性が高く、多くの化学薬品の存在下でも安定した状態を維持できます。酸、塩基、その他の化学物質に対してはある程度の耐性がありますが、強酸化性の酸にも反応する可能性があります。

- 一部の強力な酸化剤 (硝酸など) 中の銅は、より激しい化学反応の作用下にあります。反応方程式は \(3Cu + 8HNO₃(希薄)=3Cu(NO₃ +2NO↑ + 4H₂O\) です。

4. さまざまな用途

- ニッケルクロム合金線

- 比抵抗が高く、高温耐性があるため、主に電気オーブンや電気温水器の電熱線などの電熱体の製造に使用されます。これらのデバイスでは、ニクロム線が電気エネルギーを効率的に熱に変換できます。

・高温炉の支持部など、高温環境下で機械的特性を維持する必要がある場合にも使用されます。

- 銅線

- 銅線は、その優れた導電性により、伝送中の電気エネルギーの損失を減らすことができるため、主に電力伝送に使用されます。電力網システムでは、ワイヤやケーブルの製造に多数の銅線が使用されます。

・電子部品の接続にも使用されます。コンピュータや携帯電話などの電子製品では、銅線はさまざまな電子部品間の信号伝送や電力供給を実現します。