Химия и Химики № 8 2013. Свеча и магнит

В предыдущей статье [ссылка] показано, что железную проволоку можно нагреть в пламени выше температуры Кюри, в результате она перестанет удерживаться магнитом. Для этого эксперимента желательно использовать небольшой железный предмет, который приходится греть в горячем пламени горелки: точка Кюри для железа - 770°С. Спичкой или свечой нагреть проволоку до такой температуры едва ли удастся. Если же взять железный предмет, более массивный, чем проволока, то даже пламени горелки может оказаться недостаточно.

Один из участников форума подсказал интересную идею: температура Кюри для никеля "всего" 358°С, - до такой температуры небольшую никелевую проволочку можно нагреть и в пламени свечи. Где взять никелевую проволоку? Тоководы ламп накаливания состоят из платинита - сплава железа и никеля [1], который, как я надеялся, заменит никель.

Разбил лампочку на 100 Вт, извлек из нее два электрода, сделал из них кольцо, которое привязал к тонкой медной проволочке. Противоположный конец медной проволоки закрепил, а платинитовую проволочку приблизил к магниту так, чтобы она "зависла" в воздухе.

Сначала попробовал нагреть железоникелевый сплав пламенем горелки: проволочка быстро нагревалась, переходила в парамагнитное состояние и падала, поскольку магнит был больше не в состоянии ее удерживать. Все происходило так быстро, что было не интересно. После нескольких попыток с горелкой решил использовать свечу.

Под железоникелевую проволочку, подвешенную магнитом, поместил пламя свечи. Пришлось немного подержать, но, в конце концов, проволочка достигла температуры Кюри и упала. В повторных опытах было аналогично.

Таким образом, проволочку из платинита можно нагреть до температуры Кюри даже пламенем свечи.

__________________________________________________
¹ Тоководы - электроды ламп накаливания, которые подводят ток к вольфрамовой спирали лампы (не путайте их с тонкими молибденовыми проволочками, которые поддерживают спираль между электродами).

Делают тоководы из сплава платинит. Несмотря на название, данный сплав не содержит платины и состоит из железа и никеля. Пример состава платинита: Fe - 58%, Ni - 42%.

Однако сплав платинит обладает важным свойством, которое ставит его в один ряд с платиной. Как известно, коэффициент термического расширения платины близок к коэффициенту термического расширения стекла и керамики, благодаря чему платиновые проволочки можно впаивать в стекло. Это, например, необходимо в вакуумных трубках или электронных лампах, а также - в лампах накаливания.

Если впаять в стекло электроды из материала, коэффициент термического расширения которого существенно отличается от коэффициента термического расширения стекла, то при охлаждении стекло треснет, либо место соединения потеряет герметичность.

Очевидный недостаток платины в том, что она дорога. Сплав платинит также имеет коэффициент термического расширения, близкий к стеклу, поэтому там, где необходимо впаять в стекло электроды, он с успехом заменяет платину.

С этой же целью используется сплав ковар, который состоит из никеля, кобальта и железа (Ni -29 %, Co - 17 %, Fe - остальное). Ковар не только имеет коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту расширения стекла, но и обладает хорошей адгезией к расплавленному стеклу.

Смотреть Видео (39 Мб, .avi )