Przewodność elektryczna stali nierdzewnych

Chciałabym zadać pytanie dotyczące stali nierdzewnej powlekanej Niklem (chodzi tu o stal z grupy 300). Chciałabym się dowiedzieć, jakie właściwości jeśli chodzi o przewodzenie prądu ma ta stal w kontakcie ze sobą. Chodzi mi o kontakt nikiel- nikiel oraz nikiel-stal. Czy grubość niklu ma znaczenie? Czy jeżeli mamy kontakt nikiel-nikiel i mają one różne grubości to czy też może mieć znaczenie? Również jakie właściwości kontaktowe ma ta stal ze sobą?

Przewodność elektryczna stali nierdzewnych

Przewodność elektryczna właściwa (przewodnictwo właściwe, konduktywność) jest miarą zdolności materiału do przewodzenia prądu elektrycznego. Przewodnictwo właściwe jest zazwyczaj oznaczane jako σ (sigma). Przewodnictwo właściwe materiału wyznaczyć można znając wymiary geometryczne i przewodnictwo elektryczne jednorodnego bloku danego materiału: σ=lG/S, gdzie: G - przewodnictwo elektryczne, S - pole przekroju poprzecznego elementu, l - długość bloku. Jednostką przewodnictwa właściwego jest simens na metr (1 S/m), [σ]=S/m=1/(Ω*m). Przewodnictwo właściwe jest funkcją temperatury i spada dla metali przy wzroście temperatury, a w przypadku półprzewodników wzrasta wraz z temperaturą.
Odwrotnością przewodnictwa właściwego jest opór właściwy (tab. 1). Opór właściwy (rezystywność, oporność właściwa) jest miarą oporu, z jakim materiał o danych wymiarach przeciwstawia się przepływowi prądu elektrycznego. Liczbowo równy jest oporowi próbki o przekroju poprzecznym 1 m² i długości 1 m. Rezystywność jest oznaczana jako ρ (rho) a jednostką jest om * metr (1 Ωm). Rezystywność określa wzór na zależność rezystancji przewodnika od jego wymiarów ρ=RS/l, gdzie: R - rezystancja (opór), S - pole przekroju poprzecznego elementu, l - długość elementu. Rezystywność jest wielkością charakterystyczną dla substancji w danej temperaturze. Wraz ze wzrostem temperatury rezystywność metali wzrasta, a rezystywność półprzewodników zmniejsza się. Rezystywność niektórych substancji w niskich temperaturach całkowicie znika i zjawisko to nazywane jest nadprzewodnictwem.
Nanoszenie powłok z metali szlachetnych na powierzchnię stali umożliwia zwiększenie własności elektrycznych (przewodności elektrycznej). W tym celu stosuje się powłoki ze złota, srebra, miedzi. Do najczęściej stosowanych metod należy złocenie. Pomimo faktu, że złoto wykazuje wyższy elektryczny opór właściwy w porównaniu do srebra i miedzi to częściej stosuje się powłoki pozłacane ponieważ nie ulegają one matowieniu, co zapewnia niezmienne własności elektryczne elementów pozłacanych w trakcie użytkowania.
W praktyce przemysłowej w celu polepszenia przewodności elektrycznej znalazło również zastosowanie bezprądowe niklowanie (niklowanie chemiczne) elementów ze stali. Metoda ta jest stosowana w celu polepszenia własności materiału podłoża, w tym odporności na zużycie ścierne, odporności korozyjnej, trwałości oraz zmianę własności elektrycznych. Nanoszenie powłok niklowych przez niklowanie bezprądowe jest stosowane na elementach przeznaczonych dla przemysłu chemicznego, motoryzacyjnego, elektronicznego i wielu innych. Jednym z przykładów zastosowania powłok niklowych są elementy styków wtyczek kabli Hi-Fi, kabli ładowarek telefonów, zasilaczy.
Galwaniczne powłoki niklowe nanoszone na powierzchnie stali nierdzewnych charakteryzują się atrakcyjnym wyglądem powłoki, dużą odpornością korozyjną oraz własnościami mechanicznymi, co pozwala na ich zastosowanie w celach dekoracyjno-ochronnych oraz technicznych. Odporność niklu na działanie wielu środowisk korozyjnych wynika z jego własności pasywnych. Do niklowania stosuje się różnorodne kąpiele, a najczęściej stosowaną w warunkach przemysłowych jest kąpiel typu Wattsa, oparta na kwasie borowym, siarczanie niklawym i chlorku niklawym. Ochronne powłoki niklowe osadzane na stalach posiadają grubość od 5 do 40 μm, a powłoki techniczne ponad 50 μm oraz więcej nawet do kilkuset mikrometrów. Powłoki niklowe stosuje się także jako podwarstwa dla wielowarstwowych powłok dekoracyjno-ochronnych łącznie z chromem i miedzią.

Tablica 1. Elektryczny opór właściwy wybranych gatunków stali nierdzewnych