Mataas na paglaban ng mga materyales, mataas na pagtutol ng mga haluang metal

Para sa paglikha ng mga rheostat, ang paggawa ng mga precision resistors, ang paggawa ng mga electric furnace at iba't ibang mga electric heating device, mga conductor ng mga materyales na may mataas na pagtutol at mababa koepisyent ng temperatura ng paglaban.

Ang mga materyales na ito sa anyo ng mga ribbons at wires ay dapat na mas mabuti na may resistensya na 0.42 hanggang 0.52 ohms * sq.mm / m. Kabilang sa mga materyales na ito ang mga haluang metal batay sa nikel, tanso, mangganeso at ilang iba pang mga metal. Ang Mercury ay nararapat na espesyal na pansin, dahil ang mercury sa dalisay nitong anyo ay may pagtutol na 0.94 ohm * sq.mm / m.

Ang mga katangiang katangian na kinakailangan ng mga haluang metal sa isang indibidwal na batayan ay tinutukoy ng tiyak na layunin ng isang partikular na aparato kung saan gagamitin ang haluang iyon.

Halimbawa, ang paglikha ng mga tumpak na resistors ay nangangailangan ng mga haluang metal na may mababang thermoelectricity na sapilitan sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay ng haluang metal na may tanso. Ang paglaban ay dapat ding manatiling pare-pareho sa paglipas ng panahon.Sa mga hurno at electric heater, ang oksihenasyon ng haluang metal ay hindi katanggap-tanggap kahit na sa mga temperatura mula 800 hanggang 1100 ° C, iyon ay, ang mga haluang metal na lumalaban sa init ay kinakailangan dito.

Ang lahat ng mga materyales na ito ay may isang bagay na karaniwan - lahat sila ay mataas na resistivity alloys, kaya naman ang mga haluang ito ay tinatawag na high electrical resistivity alloys. Ang mga materyales na may mataas na electrical resistance sa kontekstong ito ay mga solusyon ng mga metal at may magulong istraktura, kaya naman natutugunan nila ang mga kinakailangan para sa kanilang sarili.

Manganin

Ang mga manganin ay tradisyonal na ginagamit para sa precision resistance. Ang Manganin ay binubuo ng nickel, copper at manganese. Copper sa komposisyon - mula 84 hanggang 86%, mangganeso - mula 11 hanggang 13%, nikel - mula 2 hanggang 3%. Ang pinakasikat sa mga manganin ngayon ay naglalaman ng 86% tanso, 12% mangganeso at 2% nikel.

Upang patatagin ang mga manganin, ang isang maliit na bakal, pilak at aluminyo ay idinagdag sa kanila: aluminyo - mula 0.2 hanggang 0.5%, bakal - mula 0.2 hanggang 0.5%, pilak - 0.1%. Ang mga manganin ay may katangian na light orange na kulay, ang kanilang average na density ay 8.4 g / cm3, at ang kanilang natutunaw na punto ay 960 ° C.

Ang manganese wire na may diameter na 0.02 hanggang 6 mm (o isang strip na 0.09 mm ang kapal) ay matigas o malambot. Ang Annealed soft wire ay may tensile strength na 45 hanggang 50 kg / mm2, ang pagpahaba ay mula 10 hanggang 20%, ang paglaban ay mula 0.42 hanggang 0.52 ohm * mm / m.

Mga katangian ng solid wire: lakas ng makunat mula 50 hanggang 60 kg / sq.mm, pagpahaba - mula 5 hanggang 9%, paglaban - 0.43 - 0.53 ohm * sq.mm / m. Ang koepisyent ng temperatura ng manganin wires o tape ay nag-iiba mula sa 3 * 10-5 hanggang 5 * 10-5 1 / ° С, at para sa nagpapatatag - hanggang sa 1.5 * 10-5 1 / ° С.

Ang mga katangiang ito ay nagpapakita na ang pag-asa sa temperatura ng de-koryenteng paglaban ng manganin ay lubhang hindi gaanong mahalaga, at ito ay isang kadahilanan na pabor sa katatagan ng paglaban, na napakahalaga para sa katumpakan ng mga de-koryenteng pagsukat ng mga aparato. Ang mababang thermo-emf ay isa pang bentahe ng manganin, at sa pakikipag-ugnay sa mga elemento ng tanso hindi ito lalampas sa 0.000001 volts bawat degree.

Upang patatagin ang mga de-koryenteng katangian ng manganin wire, pinainit ito sa ilalim ng vacuum hanggang 400 ° C at pinananatili sa temperaturang ito sa loob ng 1 hanggang 2 oras. ang haluang metal at makakuha ng mga matatag na katangian.

Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng operating, ang naturang wire ay maaaring gamitin sa mga temperatura hanggang sa 200 ° C — para sa stabilized manganin at hanggang 60 ° C — para sa hindi matatag na manganin, dahil ang hindi stabilized na manganin, kapag pinainit mula 60 ° C at mas mataas, ay sasailalim sa hindi maibabalik na pagbabago .na makakaapekto sa mga katangian nito ... Kaya't mas mainam na huwag magpainit ng hindi matatag na manganin hanggang 60 ° C, at ang temperaturang ito ay dapat ituring na pinakamataas na pinapayagan.

Ngayon, ang industriya ay gumagawa ng parehong hubad na manganese wire at wire sa enamel insulation na may mataas na lakas - para sa paggawa ng mga coils, sa silk insulation at sa two-layer mylar insulation.

Constantan

Ang Constantan, hindi katulad ng manganin, ay naglalaman ng mas maraming nickel - mula 39 hanggang 41%, mas kaunting tanso - 60-65%, makabuluhang mas kaunting mangganeso - 1-2% - ito rin ay isang tanso-nikel na haluang metal. Ang koepisyent ng temperatura ng paglaban ng constantan ay lumalapit sa zero - ito ang pangunahing bentahe ng haluang metal na ito.

Ang Constantan ay may katangian na pilak-puting kulay, natutunaw na punto 1270 ° C, density sa average na mga 8.9 g / cm3.Ang industriya ay gumagawa ng constantan wire na may diameter na 0.02 hanggang 5 mm.

Ang annealed soft constantan wire ay may tensile strength na 45 — 65 kg / sq.mm, ang resistensya nito ay mula 0.46 hanggang 0.48 ohm * sq.mm / m. Para sa hard constantan wire: tensile strength — mula 65 hanggang 70 kg / sq. mm, paglaban - mula 0.48 hanggang 0.52 Ohm * sq.mm / m Ang thermoelectricity ng constantan na konektado sa tanso ay 0.000039 volts bawat degree, na naglilimita sa paggamit ng constantan sa paggawa ng mga precision resistors at mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal.

Makabuluhan, kumpara sa manganin, pinapayagan ng thermo-EMF ang paggamit ng constantan wire sa mga thermocouples (ipinares sa tanso) upang sukatin ang mga temperatura hanggang sa 300 ° C. Sa mga temperatura na higit sa 300 ° C ang tanso ay magsisimulang mag-oxidize, habang dapat itong tandaan , na Ang constantan ay magsisimulang mag-oxidize lamang sa 500 °C.

Ang industriya ay gumagawa ng parehong constantan wire na walang insulation at winding wire na may high-strength enamel insulation, wire sa two-layer silk insulation at wire sa pinagsamang insulation - isang layer ng enamel at isang layer ng silk o lavsan.

Sa mga rheostat, kung saan ang boltahe sa pagitan ng mga katabing pagliko ay hindi lalampas sa ilang volts, ang sumusunod na katangian ng isang permanenteng kawad ay ginagamit: kung ang kawad ay pinainit sa 900 ° C sa loob ng ilang segundo at pagkatapos ay pinalamig sa hangin, ang kawad ay tatakpan na may dark grey oxide film. Ang pelikulang ito ay maaaring magsilbi bilang isang uri ng insulation, dahil mayroon itong mga dielectric na katangian.

Mga haluang metal na lumalaban sa init

Sa mga electric heater at resistance furnace, ang mga heating element sa anyo ng mga ribbon at wire ay dapat na gumana nang matagal sa temperatura hanggang 1200 °C.Ang alinman sa tanso, o aluminyo, o constantan, o manganin ay angkop para dito, dahil mula sa 300 ° C nagsisimula na silang mag-oxidize nang malakas, ang mga pelikulang oksido ay sumingaw at ang oksihenasyon ay nagpapatuloy. Kailangan dito ang mga wire na lumalaban sa init.

Ang mga wire na lumalaban sa init na may mataas na resistensya, lumalaban din sa oksihenasyon kapag pinainit at may mababang temperatura na koepisyent ng pagtutol. Ito ay tungkol lamang nichrome at ferronichromes—binary alloys ng nickel at chromium at ternary alloys ng nickel, chromium, at iron.

Mayroon ding mga fechral at chromal-triple na haluang metal ng bakal, aluminyo at kromo - sila, depende sa porsyento ng mga bahagi na kasama sa haluang metal, ay naiiba sa mga de-koryenteng parameter at paglaban sa init. Ang lahat ng ito ay mga solidong solusyon ng mga metal na may magulong istraktura.

Ang pag-init ng mga haluang ito na lumalaban sa init ay humahantong sa pagbuo sa kanilang ibabaw ng isang makapal na proteksiyon na pelikula ng chromium at nickel oxides, lumalaban sa mataas na temperatura hanggang sa 1100 ° C, na mapagkakatiwalaan na nagpoprotekta sa mga haluang ito mula sa karagdagang reaksyon sa atmospheric oxygen. Kaya't ang mga tape at wire ng mga haluang metal na lumalaban sa init ay maaaring gumana nang mahabang panahon sa mataas na temperatura, kahit na sa hangin.

Bilang karagdagan sa mga pangunahing bahagi, ang mga haluang metal ay kinabibilangan ng: carbon - mula 0.06 hanggang 0.15%, silikon - mula 0.5 hanggang 1.2%, mangganeso - mula 0.7 hanggang 1.5%, posporus - 0.35 %, sulfur - 0.03%.

Sa kasong ito, ang phosphorus, sulfur at carbon ay mga nakakapinsalang dumi na nagpapataas ng brittleness, samakatuwid ang kanilang nilalaman ay palaging hinahangad na mabawasan o mas mahusay na ganap na maalis. Ang manganese at silikon ay nag-aambag sa deoxidation, nag-aalis ng oxygen. Ang Nickel, chromium at aluminum, lalo na ang chromium, ay nakakatulong na magbigay ng paglaban sa mga temperatura hanggang 1200°C.

Ang mga sangkap ng haluang metal ay nagsisilbi upang mapataas ang paglaban at bawasan ang koepisyent ng temperatura ng paglaban, na kung ano mismo ang kinakailangan mula sa mga haluang ito. Kung ang chromium ay higit sa 30%, kung gayon ang haluang metal ay magiging malutong at matigas. Upang makakuha ng manipis na kawad, halimbawa, 20 microns ang lapad, hindi hihigit sa 20% chromium ang kailangan sa komposisyon ng haluang metal.

Ang mga kinakailangang ito ay natutugunan ng mga haluang metal ng Х20Н80 at Х15Н60 na tatak. Ang natitirang mga haluang metal ay angkop para sa paggawa ng mga piraso na may kapal na 0.2 mm at mga wire na may diameter na 0.2 mm.

Ang mga haluang metal ng uri ng Fechral - X13104, ay naglalaman ng bakal, na ginagawang mas mura, ngunit pagkatapos ng ilang mga siklo ng pag-init ay nagiging malutong sila, samakatuwid, sa panahon ng pagpapanatili, hindi katanggap-tanggap na i-deform ang chromal at fechral spiral sa isang cooled na estado, halimbawa, kung pinag-uusapan natin. tungkol sa isang spiral na gumagana nang mahabang panahon sa heating device. Para sa pag-aayos, isang spiral lamang na pinainit sa 300-400 ° C ang dapat na baluktot o dugtungan. Sa pangkalahatan, ang fechral ay maaaring gumana sa mga temperatura hanggang 850 °C, at chromal - hanggang 1200 °C.

Ang mga elemento ng pag-init ng Nichrome, sa turn, ay idinisenyo para sa tuluy-tuloy na operasyon sa mga temperatura hanggang sa 1100 ° C sa mga nakatigil, bahagyang dynamic na mga mode, habang hindi mawawala ang alinman sa lakas o plasticity. Ngunit kung ang mode ay napaka-dynamic, iyon ay, ang temperatura ay kapansin-pansing magbabago ng maraming beses, na may madalas na pag-on at off ng kasalukuyang sa pamamagitan ng coil, ang mga proteksiyon na pelikula ng oksido ay pumutok, ang oxygen ay tumagos sa nichrome, at ang elemento ay kalaunan. mag-oxidize at sirain.

Ang industriya ay gumagawa ng parehong mga hubad na wire na gawa sa init-resistant alloys, at mga wire na insulated na may enamel at silicon silicon varnish, na nilayon para sa produksyon ng mga coils.

mercury

Ang Mercury ay nararapat sa isang espesyal na pagbanggit dahil ito ang tanging metal na nananatiling likido sa temperatura ng silid. Ang temperatura ng oksihenasyon ng mercury ay 356.9 ° C, halos hindi nakikipag-ugnayan ang mercury sa mga gas ng hangin. Ang mga solusyon ng acids (sulfuric, hydrochloric) at alkalis ay hindi nakakaapekto sa mercury, ngunit ito ay natutunaw sa puro acids (sulfuric, hydrochloric, nitric). Ang sink, nikel, pilak, tanso, tingga, lata, ginto ay natutunaw sa mercury.

Ang density ng mercury ay 13.55 g / cm3, ang temperatura ng paglipat mula sa likido hanggang solidong estado ay -39 ° C, ang tiyak na pagtutol ay mula 0.94 hanggang 0.95 ohm * sq.mm / m, ang koepisyent ng temperatura ng paglaban ay 0 ,000990 1 / ° C ... Ginagawang posible ng mga katangiang ito na gamitin ang mercury bilang mga likidong kondaktibong contact para sa mga switch at relay ng espesyal na layunin, gayundin sa mga mercury rectifier. Mahalagang tandaan na ang mercury ay lubhang nakakalason.