Kulatý Nicr na bázi mědiSlitina 180Izolovaný smaltovaný měděný drát třídy
1. Obecný popis materiálu
1)
Manganinje slitina typicky 84 % mědi, 12 % manganu a 4 % niklu.
Manganové dráty a fólie se používají při výrobě rezistorů, zejména ampérmetrových bočníků, kvůli jejich prakticky nulovému teplotnímu koeficientu odporu a dlouhodobé stabilitě. Několik manganových rezistorů sloužilo jako zákonný standard pro odpor ve Spojených státech v letech 1901 až 1990. Manganové dráty se také používají jako elektrický vodič v kryogenních systémech, čímž se minimalizuje přenos tepla mezi body, které vyžadují elektrické spojení.
Manganin se také používá v měřidlech pro studium vysokotlakých rázových vln (jako jsou ty generované detonací výbušnin), protože má nízkou citlivost na deformaci, ale vysokou citlivost na hydrostatický tlak.
2)
Konstantanje slitina mědi a niklu, známá také jakoHeuréka, ZálohaaTrajektObvykle se skládá z 55 % mědi a 45 % niklu. Jeho hlavním rysem je rezistivita, která je konstantní v širokém rozsahu teplot. Jsou známy i další slitiny s podobně nízkými teplotními koeficienty, jako například manganin (Cu86Mn12Ni2).
Pro měření velmi velkých deformací, 5 % (50 000 mikrostrianů) nebo více, se obvykle volí žíhaný konstantan (slitina P) jako materiál mřížky. Konstantan v této formě je velmi tvárný a v délkách 0,125 palce (3,2 mm) a delších jej lze napnout na > 20 %. Je však třeba mít na paměti, že při vysokých cyklických deformacích bude slitina P vykazovat s každým cyklem určitou trvalou změnu odporu a způsobit odpovídající posun nuly v tenzometru. Vzhledem k této vlastnosti a tendenci k předčasnému selhání mřížky při opakovaném namáhání se slitina P obvykle nedoporučuje pro aplikace s cyklickým namáháním. Slitina P je k dispozici s čísly STC 08 a 40 pro použití na kovech a plastech.
2. Úvod do smaltovaného drátu a jeho aplikace
Ačkoli je smaltovaný drát popisován jako „smaltovaný“, ve skutečnosti není potažen ani vrstvou smaltované barvy, ani smaltem vyrobeným z taveného skleněného prášku. Moderní magnetické dráty obvykle používají jednu až čtyři vrstvy (v případě drátu se čtyřmi vrstvami) polymerní fólie, často dvou různých složení, k zajištění pevné, souvislé izolační vrstvy. Izolační fólie magnetických drátů používají (v pořadí rostoucího teplotního rozsahu) polyvinylformal (Formar), polyuretan, polyimid, polyamid, polyester, polyester-polyimid, polyamid-polyimid (nebo amid-imid) a polyimid. Magnetický drát izolovaný polyimidem je schopen provozu až do 250 °C. Izolace silnějšího čtvercového nebo obdélníkového magnetického drátu je často zesílena obalením vysokoteplotní polyimidovou nebo sklolaminátovou páskou a hotová vinutí jsou často vakuově impregnována izolačním lakem pro zlepšení izolační pevnosti a dlouhodobé spolehlivosti vinutí.
Samonosné cívky jsou navinuty drátem potaženým alespoň dvěma vrstvami, přičemž vnější vrstva je termoplastická, která při zahřátí spojuje závity dohromady.
Jiné typy izolace, jako je skelná příze s lakem, aramidový papír, kraftový papír, slída a polyesterová fólie, se také široce používají po celém světě pro různé aplikace, jako jsou transformátory a reaktory. V audio sektoru lze nalézt drát stříbrné konstrukce a různé další izolanty, jako je bavlna (někdy propustná nějakým druhem koagulačního činidla/zahušťovadla, jako je včelí vosk) a polytetrafluorethylen (PTFE). Starší izolační materiály zahrnovaly bavlnu, papír nebo hedvábí, ale ty jsou užitečné pouze pro aplikace při nízkých teplotách (do 105 °C).
Pro snazší výrobu mají některé nízkoteplotní magnetické dráty izolaci, kterou lze odstranit pájením. To znamená, že elektrická spojení na koncích lze provést bez předchozího odstranění izolace.
3. Chemické složení a hlavní vlastnosti nízkoodporové slitiny Cu-Ni
VlastnostiTřída | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
Hlavní chemické složení | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Maximální trvalá provozní teplota (°C) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
Měrný odpor při 20 °C (Ωmm²/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
Hustota (g/cm3) | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,8 | 8,9 | |
Tepelná vodivost (α×10⁻⁶/°C) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
Pevnost v tahu (MPa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
EMF vs. Cu (μV/°C) (0~100°C) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
Přibližný bod tání (°C) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
Mikrografická struktura | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | |
Magnetické vlastnosti | ne | ne | ne | ne | ne | ne | |
VlastnostiTřída | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
Hlavní chemické složení | 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 | |
Maximální trvalá provozní teplota (°C) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
Měrný odpor při 20 °C (Ωmm²/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
Hustota (g/cm3) | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | 8,9 | |
Tepelná vodivost (α×10⁻⁶/°C) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
Pevnost v tahu (MPa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
EMF vs. Cu (μV/°C) (0~100°C) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
Přibližný bod tání (°C) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
Mikrografická struktura | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | austenit | |
Magnetické vlastnosti | ne | ne | ne | ne | ne | ne |