Đồng tròn dựa trên NicrHợp kim 180Dây đồng tráng men cách điện loại độ
1.Mô tả chung về vật liệu
1)
Manganinlà hợp kim thường có 84% đồng, 12% mangan và 4% niken.
Dây và lá Manganin được sử dụng trong sản xuất điện trở, đặc biệt là điện trở shunt ampe kế, nhờ hệ số nhiệt điện trở gần như bằng không và độ ổn định lâu dài. Một số điện trở Manganin đã từng là tiêu chuẩn pháp lý cho ohm tại Hoa Kỳ từ năm 1901 đến năm 1990. Dây Manganin cũng được sử dụng làm vật dẫn điện trong các hệ thống đông lạnh, giảm thiểu sự truyền nhiệt giữa các điểm cần kết nối điện.
Manganin cũng được sử dụng trong các máy đo để nghiên cứu sóng xung kích áp suất cao (chẳng hạn như sóng xung kích phát ra từ vụ nổ thuốc nổ) vì nó có độ nhạy biến dạng thấp nhưng độ nhạy áp suất thủy tĩnh cao.
2)
Constantanlà hợp kim đồng-niken còn được gọi làEureka, Nâng cao, VàPhàHợp kim này thường bao gồm 55% đồng và 45% niken. Đặc điểm chính của nó là điện trở suất không đổi trong một phạm vi nhiệt độ rộng. Các hợp kim khác có hệ số nhiệt độ thấp tương tự cũng được biết đến, chẳng hạn như manganin (Cu86Mn12Ni2).
Đối với phép đo biến dạng rất lớn, từ 5% (50.000 microstrian) trở lên, vật liệu lưới thường được chọn là constantan ủ (hợp kim P). Constantan ở dạng này rất dẻo; và, ở chiều dài đo từ 0,125 inch (3,2 mm) trở lên, có thể bị biến dạng đến >20%. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng dưới biến dạng chu kỳ cao, hợp kim P sẽ thể hiện một số thay đổi điện trở suất cố định theo mỗi chu kỳ và gây ra sự dịch chuyển về 0 tương ứng trong máy đo biến dạng. Do đặc tính này và xu hướng hỏng lưới sớm khi biến dạng lặp lại, hợp kim P thường không được khuyến nghị cho các ứng dụng biến dạng chu kỳ. Hợp kim P có sẵn với số STC là 08 và 40 để sử dụng cho kim loại và nhựa.
2. Giới thiệu và ứng dụng của dây tráng men
Mặc dù được mô tả là "tráng men", nhưng trên thực tế, dây tráng men không được phủ một lớp sơn tráng men hay lớp men thủy tinh làm từ bột thủy tinh nóng chảy. Dây điện từ hiện đại thường sử dụng một đến bốn lớp (trong trường hợp dây loại bốn màng) lớp cách điện bằng màng polyme, thường có hai thành phần khác nhau, để tạo ra một lớp cách điện liên tục, bền chắc. Màng cách điện của dây điện từ sử dụng (theo thứ tự phạm vi nhiệt độ tăng dần) polyvinyl formal (Formar), polyurethane, polyimide, polyamide, polyster, polyester-polyimide, polyamide-polyimide (hoặc amide-imide) và polyimide. Dây điện từ cách điện bằng polyimide có khả năng hoạt động ở nhiệt độ lên đến 250 °C. Lớp cách điện của dây điện từ hình vuông hoặc hình chữ nhật dày hơn thường được tăng cường bằng cách quấn nó bằng băng polyimide hoặc sợi thủy tinh chịu nhiệt độ cao, và các cuộn dây hoàn chỉnh thường được tẩm chân không bằng vecni cách điện để cải thiện độ bền cách điện và độ tin cậy lâu dài của cuộn dây.
Cuộn dây tự hỗ trợ được quấn bằng dây có phủ ít nhất hai lớp, lớp ngoài cùng là nhựa nhiệt dẻo có tác dụng liên kết các vòng dây lại với nhau khi được nung nóng.
Các loại vật liệu cách điện khác như sợi thủy tinh phủ vecni, giấy aramid, giấy kraft, mica và màng polyester cũng được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới cho nhiều ứng dụng khác nhau như máy biến áp và lò phản ứng. Trong lĩnh vực âm thanh, có thể tìm thấy dây dẫn làm bằng bạc và nhiều loại vật liệu cách điện khác, chẳng hạn như bông (đôi khi được tẩm một loại chất làm đông tụ/chất làm đặc nào đó, chẳng hạn như sáp ong) và polytetrafluoroethylene (PTFE). Các vật liệu cách điện cũ hơn bao gồm bông, giấy hoặc lụa, nhưng chúng chỉ hữu ích cho các ứng dụng ở nhiệt độ thấp (lên đến 105°C).
Để dễ sản xuất, một số dây nam châm chịu nhiệt độ thấp có lớp cách điện có thể được loại bỏ bằng nhiệt độ hàn. Điều này có nghĩa là các kết nối điện ở hai đầu có thể được thực hiện mà không cần phải loại bỏ lớp cách điện trước.
3. Thành phần hóa học và tính chất chính của hợp kim điện trở thấp Cu-Ni
Thuộc tínhCấp | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
Thành phần hóa học chính | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa (oC) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
Điện trở suất ở 20oC (Ωmm2/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
Mật độ (g/cm3) | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8.8 | 8,9 | |
Độ dẫn nhiệt (α×10-6/oC) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
Độ bền kéo (Mpa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
EMF so với Cu(μV/oC)(0~100oC) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
Điểm nóng chảy gần đúng (oC) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
Cấu trúc vi mô | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | |
Tính chất từ tính | không | không | không | không | không | không | |
Thuộc tínhCấp | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
Thành phần hóa học chính | Ni | 14 | 19 | 23 | 30 | 34 | 44 |
Mn | 0,3 | 0,5 | 0,5 | 1.0 | 1.0 | 1.0 | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Nhiệt độ hoạt động liên tục tối đa (oC) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
Điện trở suất ở 20oC (Ωmm2/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
Mật độ (g/cm3) | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | |
Độ dẫn nhiệt (α×10-6/oC) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
Độ bền kéo (Mpa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
EMF so với Cu(μV/oC)(0~100oC) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
Điểm nóng chảy gần đúng (oC) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
Cấu trúc vi mô | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | |
Tính chất từ tính | không | không | không | không | không | không |