| 8 (800) 200-52-75 (495) 366-00-24 (495) 504-95-54 (495) 642-41-95 | |||||||||||||||||
| e-mail: [email protected] | e-mail: [email protected] | ||||||||||||||||
Основные сведенияКонстантан — термостабильный электротехнический медно-никелевый сплав, состоящий из следующих элементов: никель (Ni), марганец (Mn), медь (Cu). Хорошо поддается обработке. Используется для изготовления термопар, реостатов и электронагревательных элементов с рабочей температурой до 400-500 °C, измерительных приборов низкого класса точности. История созданияКонстантан впервые был получен в 1888 году американским изобретателем Эдвардом Вестоном. Он использовал данный сплав в качестве материала для катушек электроизмерительных приборов, сопротивление которого не зависит от температуры. Изобретатель назвал его «Сплав №2», но немецкие производители, у которых он разместил заказ на производство проволоки из нового материала, дали ему собственное наименование «Константан» под которым он известен в настоящее время. Свойства константанаСплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление, которое составляет 0,45-0,52 мкОм·м и малый температурный коэффициент электрического сопротивления — от -0,02·10-3 до +0,06·10-3 °С-1 (по ГОСТ 5307-77). Благодаря таким малым значениям указанного коэффициента данный материал практически не изменяет свое сопротивление с изменением температуры. Еще одним важным свойством указанного сплава является ТЭДС (термоэлектродвижущая сила). Он в паре с хромелем, а также с медью и железом развивает достаточно высокую ТЭДС. Константан хорошо поддается механической обработке, что говорит о его высоких технологических свойствах.
Марки константанаКонстантан выпускается под маркой МНМц 40-1,5. Достоинства / недостатки
Области применения константана Области применения медно-никелевого сплава константан обусловлены его свойствами. Первым практически полезным свойством является высокое электрическое сопротивление. Оно позволяет использовать данный материал для изготовления нагревателей электрических печей. Поскольку температура плавления относительно невелика, то максимальная рабочая температура нагревателей составляет 500 °C. Вторым важным с практической точки зрения свойством является низкая зависимость электрического сопротивления от температуры. Данная особенность позволяет использовать указанный сплав в тех случаях, когда важно обеспечить стабильность электросопротивления. Константан в паре с медью, сплавом хромель и железом развивает достаточно высокую термо-электродвижущую силу, которая может быть учтена измерительным прибором. Указанное свойство позволяет использовать данный медно-никелевый сплав для изготовления термопар хромель-константан, медь-константан, железо-константан. Также из него производят удлиняющие провода. Продукция из константана Основными видами продукции, которые выпускает промышленность, являются проволока, нить (проволока малых диаметров) и лента (полоса). |
На странице представлено описание данного материала: физические свойства, области применения, марки, виды продукции.
удельное сопротивление, применение, состав, температура плавления
Свойства манганина
Основные свойства манганин приобретает во время термообработки. Изначально сплав не подвержен внутренней деформации. По этой причине его кристаллическая решетка с течением времени практически не изменяется.
При термической обработке фиксируется величина электрического сопротивления. Среднее значение этого параметра составляет 450 Ом/м. Плотность равняется 8000 кг/см3. Предельная рабочая температура сплава достигает 200 °C. При превышении этих значений его характеристики ухудшаются на 10 – 20%.
На механические, химические и физические параметры металла влияет его химический состав.
Для этого материала характерно высокое процентное содержание меди (84%). Также в нем присутствует большое количество различных смесей из марганца (12%) и никеля (4%). При таком соотношении веществ металл становится наиболее термостойким. Температура плавления сплава составляет 960 °C. В данном случае сопротивление изменяется на 0,05% в год. Многие производители при изготовлении сплава, вместо никеля, добавляют в него кобальт. Это позволяет уменьшить стоимость материала без изменения его основных характеристик. Если вместо меди использовать серебро, то металл приобретет белый окрас. При этом его химические свойства сохранятся.
В отличие от остальных термостойких сплавов, манганин обладает низкой термической ЭДС (0,9 мВ — 1 мВ/°C). Но он уступает по показателям удельного сопротивления и предельной рабочей температуры. Сравнительная характеристика термостойких сплавов представлена в следующей таблице:
Сравнительная таблица сплавов
| Наименование материала | Удельное сопротивление, Ом/м | Термическая ЭДС, мВ/°C | Максимальная рабочая температура, °C | Температура плавления, °C |
| Манганин | 450 | 2 | 100 – 200 | 960 |
| Константан | 480 | 50 | 450 – 500 | 1260 |
| Нихром | 1000 | 110 | 1000 | 1100 |
Манганин отличается от константана и нихрома следующими свойствами:
- низкая устойчивость к коррозии в атмосфере с повышенным содержанием кислот из аммиака;
- высокая чувствительность к влажности воздуха;
- устойчивость к физическим деформациям с течением времени.
Технология производства данного прецизионного материала была разработана в 1889 г. на территории Германии. В России он производится в соответствии с ГОСТ 492-2006.
ГОСТ 492-2006 Никель, сплавы никелевые и медно-никелевые, обрабатываемые давлением
1 файл 467.66 KB
Металл производится в виде пластин, листов, полос и проволочных механизмов небольшого размера. Для получения этого материала используют хлористые слои железа и марганца. Полученный раствор промывается, высушивается и нагревается. После этого вещество сплавляется с медью в магнезиальных тиглях или электрических печах. При производстве важно, чтобы в него не попали частицы углерода, снижающие величину сопротивления манганина.
Манганин (Cu84Ni4Mn12) – это фирменное название сплава меди, марганца и никеля. В зависимости от марки этот сплав может содержать 2,5-3,5 % никеля и кобальта (Co Ni), 11,5-13,5 % марганца (Mn) и около 85 % меди (Cu). Манганин представляет собой реостатный сплав со средним значением удельного электрического сопротивления около 4,3 ∙ 10−7 Ом ∙ м) и низким коэффициентом линейного теплового расширения (слабой зависимостью электрического сопротивления от температуры) (α = 0,02 ∙ 10−3 K−1).
Правда, кривая зависимости сопротивления от температуры не такая пологая, как для константана, да и коррозионная стойкость тоже ниже, чем у константана. До сих пор ведутся споры о том, кто открыл этот сплав, американец Эдвард Вестон в 1888 году или немцы Карл Фойзнер и Стефан Линдек в 1889 либо 1892 году. Тем не менее, в 1903 году манганин был зарегистрирован как торговый знак германского металлургического (Isabellenhütte Heusler).
Данный сплав часто применяется для изготовления электрических приборов, шунтов, измерительных мостовых схем, эталонных сопротивлений. Кроме того, благодаря низкому сопротивлению в диапазоне комнатных температур, манганин используется в качестве вспомогательного материала при изготовлении высокоточных резисторов.
Этот сплав применяется для получения твердых (ПМТ = проволока манганиновая твердая) и мягких (ПММ = проволока манганиновая мягкая) сортов проволоки различного диаметра, а также металлической ленты разной ширины и толщины. Помимо этого, из манганина производятся твердый и мягкий обмоточный провод с эмалевой изоляцией, провод с изоляцией из натурального шелка, провод сопротивления со слоем шелка и эмалевой изоляцией.
Преимущество манганина по сравнению с константаном состоит в его низкой термической ЭДС (0,9 мВ — 1 мВ/°C) во время контакта с медью.
Однако в отличие от константана манганин не стоек к коррозии в атмосфере, содержащей пару аммиак-кислота, и весьма чувствителен к изменениям влажности воздуха.
Для стабилизации электрических свойств сплава изделия из него подвергаются термообработке в вакууме при температуре 4006 °C и длительному последующему выдерживанию при комнатной температуре. Кроме того, одновременно обеспечивается однородность манганина. Допустимая максимальная рабочая температура изделий из стабилизированных легированных сортов стали составляет от 60 °C до 80 °C, а из стабилизированного манганина – 200 °C. При превышении этих температур происходят необратимые процессы.
Для манганина свойственно сопротивление физическому изменению с течением времени. Это объясняется тем, что механические напряжения в витках обмотки из этого материала постепенно приводят к изменению в структуре сплава и смещению молекул.
Благодаря слабой зависимости сопротивления от температуры, манганин часто применяется в качестве реохорда. В физике низких температур проволоки из этого сплава, благодаря их низкой теплопроводности, используются в качестве измерительных линий в криостатах. Поскольку они обладают относительно высоким электрическим сопротивлением (для проволоки типовых диаметров: 100 Ом/м), при измерении небольших сопротивлений применяется четрырехпроводная схема измерения.
Другие материалы по слесарному делу
- Металлическая микрорешётка
- Рандоль
- Рафинирование меди
- Сортамент сталей
- Разновидности чугуна
| < Предыдущая | Следующая > |
Применение сплава
Манганин нашел широкое применение в электронике. Он используется при создании высокоточных резисторов, мостовых схем и шунтов. Благодаря высокому удельному сопротивлению, материал применяется при изготовлении комплектующих для электроизмерительных приборов: гальванометров, амперметров, вольтметров и ваттметров.
Он позволяет устройству точнее фиксировать изменения электротока.
Манганиновая проволока
Также манганин применяется при изготовлении проволочных механизмов. С помощью этого металла можно производить проволоки и металлические ленты разной длины и толщины. Он используется при производстве обмоточных проводов с изоляцией от натурального шелка, покрытых специальной эмалью.В зависимости от химического состава сырья меняются свойства проволок. При наличии алюминиевых примесей улучшаются механические характеристики, что позволяет использовать проволочные механизмы в кабельной промышленности. Твердый манганин, обладающий большой прочностью, используют для изготовления каркасов и внешних оболочек, мягкий – для внутреннего наполнения.
Благодаря наличию электрических свойств, сплав применяется при производстве прецизионных резисторов, являющихся главными компонентами электрометров. Изготовленные приспособления обладают устойчивым коэффициентом удельного сопротивления, что позволяет избежать появления термоэлектрических токов.
Применение
Учитывая все положительные качества манганина, а также возможные проблемы, которые могут возникнуть во время использования манганина, рассмотрим сферу его применения, которая достаточно обширна. Такой сплав наиболее часто используется при изготовлении электроизмерительных приборов, образцовых сопротивлений. С его участием изготавливаются как шунты, так и мостовые схемы. Манганин имеет невысокое сопротивление в условиях комнатных температур. Поэтому он незаменим при разработках и производстве приборов высококлассной точности. Примером таких инструментов можно назвать резистор.
Поставщик
Где купить круг, проволоку, лист, ленту манганин МНМц3−12 оптом или в рассрочку? Поставщик «Ауремо» предлагает купить круг, проволоку, лист, ленту манганин МНМц3−12 на выгодных условиях. Большой выбор полуфабрикатов на складе. Соответствие ГОСТ и международным стандартам качества. Всегда в наличии круг, проволока, лист, лента манганин МНМц3−12, цена — оптимальная от поставщика.
Купить сегодня. Для оптовых заказчиков цена — льготная.
Купить по выгодной цене
Поставки от «Ауремо» — прекрасный выбор. Склады нашей фирмы предлагают своим клиентам широчайший выбор медных сплавов для различных видов работ по демократичным ценам. Учитывая интересы покупателей, наша торговая группа располагает сертифицированными изделиями, изготовленными из манганина, которые прошли все необходимые проверки. Воспользовавшись услугами нашего представительства или интернет-сайта компании, вы сможете приобрести необходимый товар самого высокого качества и в кратчайшие сроки. Постоянным клиентам, а также на оптовые закупки мы предлагаем скидки и дополнительные выгодные акции. Мы работаем для вас.
Константан
Сплав 60 % меди и 40 % никеля. Константан имеет удельное сопротивление 0,5 Ом × мм² / м, плотность 8,9 кг/дм³, прочность на разрыв 40 – 50 кг/мм².
Константан применяется для изготовления реостатов и электронагревательных сопротивлений, если их рабочая температура не превышает 400 – 450 °С.
Константан в сочетании с медью имеет высокую термо-ЭДС и поэтому не может быть применен для изготовления эталонных сопротивлений к точным приборам, так как эта дополнительная ЭДС будет искажать показания приборов. Это свойство константана используется при изготовлении термопар для измерения температур порядка несколько сотен градусов.
Сплав для реостатов или для сопротивлений должен быть дешевым, иметь большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивления. Для этих целей применяют сплавы на медной основе, например константан, никелин и другие.
Для удешевления материала никель в реостатных сплавах заменен цинком и железом. Сплавы, применяемые для электронагревательных приборов и печей, должны хорошо обрабатываться, быть механически прочными, дешевыми, иметь высокое удельное сопротивление и длительное время работать при высокой температуре без окисления.
При нагреве металла на его поверхности образуется оксидная пленка, которая должна предотвратить дальнейшее разрушение металла.
Металлы – медь, железо и кобальт – имеют пористую оксидную пленку, поэтому при нагревании они быстро разрушаются. Такие металлы, как никель, хром и алюминий, покрываются при нагреве плотной оксидной пленкой, поэтому жароупорные сплавы делают на основе этих металлов.
Материалы высокого удельного сопротивления
Материалы высокого электрического сопротивления используются для поглощения электрической энергии и преобразования ее в тепло. Очевидно, что к таким материалам будут предъявляться следующие требования:
· высокое удельное сопротивление;
· технологичность – т. е. способность к сварке, пайке, пластичность;
· коррозионная стойкость;
· низкая стоимость;
· низкое значение термо- ЭДС в паре с медью;
· малый температурный коэффициент сопротивления.
Очевидно, что для того, чтобы материал имел высокое удельное сопротивление, он должен представлять собой твердый раствор одного металла в другом.
Причем хотя бы один из компонентов сплава должен быть переходным металлом. Из теории сплавов известно, что неограниченное растворение одного металла в другом возможно при близости размеров ионов и одинаковом типе кристаллических решеток. Рассмотрим некоторые материалы высокого сопротивления (табл. 3.2).
Материалы высокого электросопротивления Таблица 3.2
| Сплав | Химический состав, % | Rуд, мкОм´м | tраб , оС | DR/RDT, 10-6 K-1 |
| Константан МНМц40-1,5 | 40 Ni; 1,5 Mn; 58,5 Cu | 0,5 | ~0 | |
| Никелин МНМц30-1,5 | 30 Ni; 1,5 Mn; 68,5 Cu | 0,35 | ||
| Нейзильбер МНЦ15-20 | 15 Ni; 20 Zn; 65 Cu | 0,3 | ||
| Нихром Х20Н80 | 20 Cr; 80 Ni | 1,1 | ||
| Хромаль ОХ27Ю5 | 27 Cr; 5 Al | 2,1 | ||
| Манганин МНМц3-12 | 3 Ni; 12 Mn; 85 Cu | 0,45 | 3,6 | |
| Серебряный манганин | 10 Mn; 10 Sn; 80 Ag | 0,5 | ~0 |
Сплавы на основе меди
Константан
Твердый раствор 40% никеля в меди, точнее 40%Ni, 1,5%Mn, остальное медь.
Этот сплав маркируется как НММц 58,5-1,5. Наименование этого сплава подчеркивает неизменность его сопротивления при изменении температуры. Практически при изменении температуры от –100°С до +100°С его удельное сопротивление остается постоянным, т. е. температурный коэффициент сопротивления (ar) равен 0. У данного сплава довольно-таки высокое удельное сопротивление (0,5 мкОмґм), он пластичен и прочен. При нагреве на его поверхности образуется окисная пленка, обладающая изоляционными свойствами. Оксидная изоляция позволяет плотно навивать константановую проволоку, если напряжение между витками не превышает 1 В. Применение константана для изготовления прецизионных резисторов ограничено высоким значением термо-ЭДС в паре с медью (40 мкВ/°С). Последнее обстоятельство позволяет использовать сплав в термопарах для измерения температур до 500 °С.
Никелин
Из-за меньшего содержания никеля сплав более дешев, однако его удельное сопротивление меньше, чем у константана (r=0,35 мкОмґм).
Кроме того, сплав имеет заметный температурный коэффициент удельного электросопротивления. Главным образом этот сплав используют для изготовления пусковых и регулировочных реостатов.
Нейзильбер
Замена никеля более дешевым цинком приводит к существенному уменьшению стоимости сплава. Вместе с тем сплав обладает достаточно высоким удельным сопротивлением (r=0.3 мкОмґм). Столь высокое удельное сопротивление вызвано тем, что размер иона цинка меньше размера иона меди, а размер иона никеля больше размера иона меди. Поэтому суммарные искажения кристаллической решетки велики, что затрудняет продвижение электронной волны. После наклепа нейзильбер обладает достаточной упругостью, что позволяет использовать его для изготовления упругих элементов (пружин, мембран, сильфонов). Константан не рекомендуется применять при работе в области температур 300-400 °С. При этих температурах активная диффузия цинка к границам зерен приводит к образованию вдоль границ интерметаллидной пленки, что ведет к охрупчиванию сплава.
Манганин
Достаточно дешевый сплав, отличающийся высоким удельным сопротивлением (r=0.45 мкОмґм) и низкой термо-ЭДС в паре с медью. Недостатком сплава является низкая коррозионная стойкость и невысокая предельная рабочая температура (<200°С).
Дата добавления: 2016-11-04; просмотров: 2087; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Constantan- Composition, Properties, Resistivity, Wire and Uses
- Constantan Definition
- Composition
- Characteristics
- Constantan Physical Properties
- Constantan Wire Resistance
- Uses of Constantan
- Constantan Alloy
- Constantan Applications
- Effects of Константан для здоровья
- Меры предосторожности
Константан Определение
Константан представляет собой проволоку из сплава на основе никеля и меди с высоким удельным сопротивлением, которая в основном используется для термопар и электрического нагрева сопротивления.
Он имеет постоянное удельное сопротивление в широком диапазоне температур.
Состав
В основном константан состоит из никеля и меди. Он содержит 60% никеля и 40% меди.
Характеристики
Константан имеет ряд особых характеристик, благодаря которым он известен как самый универсальный из доступных сплавов. Некоторые из его важных характеристик:
- Высокая удельная теплостойкость
- Пренебрежимо малый температурный коэффициент
- Легко пластичный
- Стойкость к атмосферной коррозии
- Легко паяется и формуется
Физические свойства константана
Физические свойства константана:
Температура кипения – нет данных
Температура плавления – от 1225 до 1300 oC
Удельный вес – 8,9 г/см3 Серебристо-белый ковкий сплав
Запах – Без запаха
Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре: 0,49 мкОм/м
При 20 °c – 490 мкОм/см
Плотность – 8,89 г/см3
Температурный коэффициент ±40 ppm/K-1
Удельная теплоемкость 0,39 Дж/(г·K)
Теплопроводность 19,5 Вт/(м.
K)
7 Эластичный модуль 162 GPA
Удлинение при переломе-<45%
Прочность на растяжение-от 455 до 860 МПа
Линейный коэффициент термического расширения 14,9 × 10-6 K-1
картина 1 × 6-6777777878888888888888888 гг. – binbin.net
Сопротивление проволоки из константана
Сопротивление проволоки из константана составляет 15,94 Ом-см·мил/фут. Поскольку сопротивление константана не меняется при изменении температуры, его используют для изготовления термопар и других подобных приборов, где сопротивление должно оставаться постоянным для определенного диапазона температур. Это провод электрического сопротивления.
Использование константана
Константан используется для измерения температуры. Он используется для формирования термопар вместе с проволоками из других металлов, таких как медь, железо и хромель. Он особенно используется для целей сопротивления, поскольку его сопротивление не сильно меняется с изменением температуры.
Он используется для шунтов постоянного тока. В шунтах постоянного тока прецизионный провод с малым сопротивлением подключается последовательно с нагрузкой в цепи постоянного тока, которая уже несет большой ток. Он измеряет падение напряжения; он может легко измерить ток.
Сплав константана
Константан – один из наиболее широко используемых сплавов. Это связано с тем, что он имеет наилучший общий набор важных свойств, которые необходимы для многих странных калибровочных приложений. Константан имеет самое высокое удельное сопротивление среди всех других сплавов, что делает его нечувствительным к уровню деформации и температуры. Его удельное сопротивление настолько велико, что он также может достигать подходящих уровней сопротивления в очень маленьких сетях. Температурный коэффициент сопротивления в случае с константаном вовсе не является чрезмерным. Поэтому он имеет очень много преимуществ перед другими сплавами.
Константан имеет хорошую усталостную долговечность и очень высокую способность к удлинению.
Все эти дополнительные свойства делают его очень полезным и хорошим сплавом. Но этот сплав показывает дрейф в температурном диапазоне 65 °C, поэтому этот момент следует учитывать при проверке деформаций стабильности калибра, так как деформация стабильности критична при этой температуре.
Применение константана
Применение константана делится на три важные категории:
Измерение температуры
Константан используется для формирования термопар с проволоками из меди, железа и хромеля. Он используется для формирования хромконстантановых термопар, а также хороших железных константановых термопар.
Промышленные реостаты для тяжелых условий эксплуатации
Константан является идеальным сплавом для сопротивлений стартеров электродвигателей и промышленных реостатов для тяжелых условий эксплуатации. Поскольку он обладает высокой удельной теплостойкостью и хорошей пластичностью, он удовлетворяет всем важным требованиям для этой категории спецификаций.
Константан трансформируется в провода большого размера или такого рода требования.
Прецизионные резисторы с проволочной обмоткой
Константан — один из наиболее широко используемых сплавов в прецизионных резисторах с проволочной обмоткой, устройствах регулировки громкости и термостабильных потенциометрах. Это главная привлекательность в этой области из-за того, что он имеет незначительный температурный коэффициент и высокое сопротивление.
Развитие высокой тепловой ЭДС. Еще одно важное свойство константана заключается в том, что он создает высокую тепловую ЭДС по отношению к другим металлам. Поэтому он используется в сплавах термопар с другими металлами, такими как железо и медь.
Типы
Константановые сплавы бывают двух типов: P-сплавы и A-сплавы
P Сплав
Если нужно измерить большие напряжения, то для их измерения можно использовать отожженный константан. Константан, доступный в этой форме, обычно очень пластичен и имеет длину около 3 мм.
Его можно напрягать более чем на 20%. Этот р-сплав доступен с номерами S-T-C 08 и 40, поэтому его можно использовать в металлах и пластмассах.
A- Сплав
Сплав константана может быть обработан или с компенсацией собственной температуры, так что он может соответствовать широкому диапазону испытательного материала коэффициентов теплового расширения. Этот сплав поставляется с номерами температурной компенсации – (S-T-C) 00, 03, 05, 06, 13, 30, 40 и 50. Эти числа температурной компенсации имеют соответствующие тепловые коэффициенты, выраженные в частях на миллион. , по длине на градус Цельсия, Кельвина или Фаренгейта.
Фото 2 – Константан
Источник – micc.cc
Воздействие константана на здоровье
Константан оказывает определенное негативное воздействие на здоровье человека и животных. Если животные вдыхают медную пыль из этого сплава, это может привести к гемолизу эритроцитов и отложению гемофусцина в поджелудочной железе и печени.
Для нормального человека воздействие никеля может представлять некоторую опасность для здоровья. Поскольку никель является подтвержденным канцерогеном, он может вызывать рак у людей. Еще одна распространенная проблема – повышенная чувствительность к никелю. Это может вызвать аллергию и дерматит, легочную астму, воспалительные реакции и конъюнктивит.
Оказывает острое воздействие и на другие части тела. Некоторые из его вредных эффектов:
Глаза – порошкообразная пыль может вызвать абразивное раздражение глаз
Кожа – Нет хронического воздействия на здоровье
Проглатывание – Никель имеет низкую пероральную токсичность, медь может вызывать рвоту и тошноту.
Вдыхание. Сообщалось об определенных случаях астмы из-за вдыхания никелевой и медной пыли. Существует высокая вероятность респираторной сенсибилизации.
Меры предосторожности
При хранении константана необходимо соблюдать определенные меры предосторожности. Хранить его следует в прохладном и сухом месте, в плотно закрытой таре.
После работы с константаном руки следует тщательно вымыть водой с мылом. Прикасайтесь к константановым проводам в перчатках и не допускайте прямого контакта.
Ссылки:
http://en.wikipedia.org/wiki/Constantan
https://www.alloywire.com/products/ni-span-c-alloy-902/
https://www.merriam-webster.com/dictionary/constantan
https://www.dictionary.com/browse/constantan
http://www.espimetals.com/index.php/ msds/535-constantan
http://www.sisweb.com/ms/sis/thermocu.htm
http://www.finishing.com/412/53.shtml
Constantan – 45Ni-55Cu – Свойства и Использует
Константан представляет собой медно-никелевый сплав, обычно состоящий из 55 % меди и 45 % никеля и определенных незначительных количеств дополнительных элементов для достижения точных (почти постоянных) значений для температурный коэффициент удельного сопротивления . Это означает, что его главной особенностью является низкое термическое изменение его удельного сопротивления, которое остается постоянным в широком диапазоне температур.
Известны и другие сплавы с аналогичными низкотемпературными коэффициентами, например манганин.
Этот сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление (4,9 x 10 −7 Ом·м), достаточно высокое для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень малых сетях, самый низкий температурный коэффициент сопротивления и самую высокую термо-ЭДС (также известную как эффект Зеебека) против платины любого из медно-никелевых сплавов. Из-за первых двух из этих свойств он используется для электрических резисторов и термопар из-за последнего свойства. Термопары представляют собой электрические устройства, состоящие из двух разнородных электрических проводников, образующих электрический переход. Термопара создает зависящее от температуры напряжение из-за термоэлектрического эффекта, который можно интерпретировать как измерение температуры.
Например, константан является отрицательным элементом термопары типа J, а железо — положительным. Термопары типа J используются для термообработки.
Кроме того, константан является отрицательным элементом термопары типа Т, а медь — положительным. Эти термопары используются при криогенных температурах.
В ядерных реакторах термопары размещаются в заранее выбранных местах для измерения температуры теплоносителя на выходе тепловыделяющей сборки для использования при контроле радиального разделения мощности активной зоны и теплоносителя. Но в этом случае термопары должны выдерживать нейтронное облучение. Таким образом, предпочтительны термопары типа Е (хромель-алюмель) или другие специальные термопары.
Свойства константана – 45Ni-55Cu
Свойства материала являются интенсивными свойствами , что означает, что они не зависят от количества массы и могут варьироваться от места к месту в системе в любой момент. Материаловедение включает в себя изучение структуры материалов и связывание их с их свойствами (механическими, электрическими и т. д.). Как только материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может приступить к изучению относительных характеристик материала в данном приложении.
Основными факторами, определяющими структуру материала и, следовательно, его свойства, являются входящие в его состав химические элементы и то, как он был обработан до конечной формы.
Механические свойства константана – 45Ni-55Cu
Материалы часто выбирают для различных применений, поскольку они имеют желаемое сочетание механических характеристик. Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.
Прочность константана – 45Ni-55Cu
В механике материалов прочность материала – это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.
Предел прочности при растяжении
Предел прочности при растяжении константана – 45Ni-55Cu сильно зависит от процедуры термической обработки, но для отожженного сплава составляет около 420 МПа.
Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой напряжения-деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предельная прочность на растяжение часто сокращается до «предельной прочности» или даже до «предельной». Если это напряжение приложить и поддерживать, произойдет перелом. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 % превышает предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает сужение, когда площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая напряжение-деформация не содержит более высокого напряжения, чем предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности.
Это интенсивное свойство; следовательно, его значение не зависит от размеров испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, температура тестовой среды и материала. Предел прочности при растяжении варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.
Предел текучести
Предел текучести константана – 45Ni-55Cu сильно зависит от процедуры термической обработки, но для отожженного сплава составляет около 150 МПа.
Точка текучести — это точка на кривой напряжения-деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться. Напротив, предел текучести — это место, где начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация.
Перед пределом текучести материал упруго деформируется и возвращается к своей первоначальной форме после снятия приложенного напряжения. Как только предел текучести пройден, некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют явление, называемое явлением предела текучести. Пределы текучести варьируются от 35 МПа для низкопрочного алюминия до более 1400 МПа для очень высокопрочной стали.
Модуль упругости Юнга
Модуль упругости Юнга константана – 45Ni-55Cu составляет около 162 ГПа.
Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости при растяжении и сжатии в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается испытаниями на растяжение. Вплоть до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки. Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из своего положения равновесия. Все атомы смещены на одинаковую величину и сохраняют свою относительную геометрию.
Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и никакой остаточной деформации не происходит. Согласно закон Гука, напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон модуль Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.
Твердость константана – 45Ni-55Cu
Твердость константана по Роквеллу – 45Ni-55Cu составляет примерно 50 HRB.
Тест на твердость по Роквеллу — один из наиболее распространенных тестов на твердость с вдавливанием, разработанный для определения твердости. В отличие от теста Бринелля, тестер Роквелла измеряет глубину проникновения индентора при большой нагрузке (большая нагрузка) по сравнению с проникновением, достигнутым при предварительном нагружении (незначительная нагрузка). Незначительная нагрузка устанавливает нулевое положение. Основная нагрузка применяется и снимается при сохранении второстепенной нагрузки.
Разница между глубиной проникновения до и после приложения основной нагрузки используется для расчета Число твердости по Роквеллу . То есть глубина проникновения и твердость обратно пропорциональны. Главным преимуществом твердости по Роквеллу является ее способность напрямую отображать значения твердости . Результатом является безразмерное число, обозначаемое как HRA, HRB, HRC и т. д., где последняя буква соответствует соответствующей шкале Роквелла.
Испытание Rockwell C выполняется с пенетратором Brale ( алмазный конус 120° ) и основной нагрузкой 150 кг.
Термические свойства константана – 45Ni-55Cu
Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменения их температуры и приложение тепла. Когда твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но различных материалов реагируют на приложение тепла по-разному .
Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.
Температура плавления константана – 45Ni-55Cu
Температура плавления константана – 45Ni-55Cu составляет около 1210°С.
В общем, плавление является фазовым переходом вещества из твердого состояния в жидкое. точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое превращение. Точка плавления также определяет состояние, при котором твердое тело и жидкость могут существовать в равновесии.
Теплопроводность константана – 45Ni-55Cu
Теплопроводность константана – 45Ni-55Cu составляет 21 Вт/(м·К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал путем теплопроводности.
Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное). Поэтому его также определяют как жидкости и газы.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. Всего:
Большинство материалов практически однородны. Поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.
Температурный коэффициент сопротивления константана
Температурный коэффициент сопротивления (TCR), который описывает, насколько его значение изменяется при изменении его изменение температуры константана – 45Ni-55Cu составляет ± 30 ppm/°C. Обычно он выражается в единицах ppm /°C ( частей на миллион на градус Цельсия).
Коэффициент теплового расширения константана
Линейный коэффициент теплового расширения константана при температуре от 25 до 105°C составляет 14,9 x 10 -6 K -1 .
Тепловое расширение обычно представляет собой тенденцию материи изменять свои размеры в ответ на изменение температуры. Обычно его выражают в виде доли изменения длины или объема на единицу изменения температуры. Тепловое расширение характерно для твердых тел, жидкостей и газов. В отличие от газов или жидкостей, твердые материалы, как правило, сохраняют свою форму при тепловом расширении. А коэффициент линейного расширения обычно используется для описания расширения твердого тела, в то время как коэффициент объемного расширения более полезен для жидкости или газа.
Коэффициент линейного теплового расширения определяется как:
, где L – это конкретная длина, а dL/dT – скорость изменения этого линейного размера на единицу изменения температуры.
Удельное электрическое сопротивление константана
Удельное электрическое сопротивление константана – 45Ni-55Cu составляет 4,9 x 10 −7 Ом·м, что достаточно для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень маленьких сетях.
Удельное электрическое сопротивление и его обратное значение, электропроводность , является фундаментальным свойством материала, которое количественно определяет, насколько сильно он сопротивляется или проводит поток электрического тока. Низкое удельное сопротивление указывает на то, что материал легко пропускает электрический ток. Символ удельного сопротивления обычно представляет собой греческую букву ρ (ро). Единицей удельного электрического сопротивления в системе СИ является ом-метр (Ом⋅м). Обратите внимание, что удельное электрическое сопротивление — это не то же самое, что электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление выражается в Омах. В то время как удельное сопротивление является свойством материала, сопротивление является свойством объекта.
Ссылки:
Материаловедение:
Министерство энергетики США, Материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд.
). Баттерворт-Хайнеманн. ISBN 978-0-7506-8391-3.
Дж. Р. Ламарш, А. Дж. Баратта, Введение в ядерную технику, 3-е изд., Prentice-Hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1.
Что такое константан – 45Ni-55Cu – Температурный коэффициент сопротивления – Удельное электрическое сопротивление – определение ± 30 частей на миллион/°C. Удельное электрическое сопротивление константана – 45Ni-55Cu составляет 4,9 х 10–7 Ом·м.
Константан представляет собой медно-никелевый сплав, обычно состоящий из 55 % меди и 45 % никеля и небольшого количества дополнительных элементов для достижения точных (почти постоянных) значений температурный коэффициент удельного сопротивления . Это означает, что его главной особенностью является низкое термическое изменение удельного сопротивления, которое остается постоянным в широком диапазоне температур. Известны и другие сплавы с такими же низкими температурными коэффициентами, например манганин.
Этот сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление (4,9 x 10 −7 Ом·м), достаточно высокое для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень малых сетях, самый низкий температурный коэффициент сопротивления и самую высокую термо-ЭДС (также известную как эффект Зеебека) против платины любого из медно-никелевых сплавов.
Из-за первых двух из этих свойств он используется для электрических резисторов, а из-за последнего свойства — для термопар. Термопары представляют собой электрические устройства, состоящие из двух разнородных электрических проводников, образующих электрический переход. Термопара создает зависящее от температуры напряжение в результате термоэлектрического эффекта, и это напряжение можно интерпретировать как измерение температуры.
Например, константан является отрицательным элементом термопары типа J, а железо является положительным. Термопары типа J используются для термообработки. Кроме того, константан является отрицательным элементом термопары типа Т, а медь — положительным. Эти термопары используются при криогенных температурах.
Температурный коэффициент сопротивления константана
Температурный коэффициент сопротивления (ТКС), который описывает, насколько его значение изменяется при изменении его температуры , константана – 45Ni-55Cu составляет ± 30 ppm/°C.
Обычно он выражается в единицах ppm /°C ( частей на миллион на градус Цельсия).
Коэффициент теплового расширения константана
Линейный коэффициент теплового расширения константана при температуре от 25 до 105°C составляет 14,9х 10 -6 К -1 .
Тепловое расширение обычно это склонность материи изменять свои размеры в ответ на изменение температуры. Обычно его выражают в виде доли изменения длины или объема на единицу изменения температуры. Тепловое расширение характерно для твердых тел, жидкостей и газов. В отличие от газов или жидкостей, твердые материалы, как правило, сохраняют свою форму при тепловом расширении. Коэффициент линейного расширения обычно используется для описания расширения твердого тела, в то время как коэффициент объемного расширения более полезен для жидкости или газа.
Коэффициент линейного теплового расширения определяется как:
, где L – это конкретная длина, а dL/dT – скорость изменения этого линейного размера на единицу изменения температуры.
Удельное электрическое сопротивление константана
Удельное электрическое сопротивление константана – 45Ni-55Cu составляет 4,9 x 10 −7 Ом·м, что достаточно для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень маленьких сетях.
Удельное электрическое сопротивление и обратное ему значение электропроводность — это фундаментальное свойство материала, которое количественно определяет, насколько сильно он сопротивляется или проводит поток электрического тока. Низкое удельное сопротивление указывает на то, что материал легко пропускает электрический ток. Символ удельного сопротивления обычно представляет собой греческую букву ρ (ро). Единицей удельного электрического сопротивления в системе СИ является ом-метр (Ом⋅м). Обратите внимание, что удельное электрическое сопротивление — это не то же самое, что электрическое сопротивление. Электрическое сопротивление выражается в Омах. В то время как удельное сопротивление является свойством материала, сопротивление является свойством объекта.
Теплопроводность константана – 45Ni-55Cu
Теплопроводность константана – 45Ni-55Cu составляет 21 Вт/(м.К).
Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт/м·K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применим ко всей материи, независимо от ее состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.
Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры. Для паров это также зависит от давления. В общем случае:
Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно мы можем написать k = k (T) . Аналогичные определения связаны с теплопроводностями в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.
Ссылки:
Материаловедение:
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 1 и 2. Январь 1993 г.
Министерство энергетики США, материаловедение. Справочник по основам Министерства энергетики, том 2 и 2. Январь 1993 г.
Уильям Д. Каллистер, Дэвид Г. Ретвиш. Материаловедение и инженерия: введение, 9-е издание, Wiley; 9 издание (4 декабря 2013 г.), ISBN-13: 978-1118324578.
Эберхарт, Марк (2003). Почему все ломается: понимание мира по тому, как он разваливается. Гармония. ISBN 978-1-4000-4760-4.
Гаскелл, Дэвид Р. (1995). Введение в термодинамику материалов (4-е изд.). Издательство Тейлор и Фрэнсис. ISBN 978-1-56032-992-3.
Гонсалес-Виньяс, В. и Манчини, Х.Л. (2004). Введение в материаловедение. Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-07097-1.
Эшби, Майкл; Хью Шерклифф; Дэвид Себон (2007). Материалы: инженерия, наука, обработка и дизайн (1-е изд.
