Nicr rodó a base de coureAliatge 180Filferro de coure esmaltat aïllat de classe de grau
1. Descripció general del material
1)
Manganinaés un aliatge típicament de 84% de coure, 12% de manganès i 4% de níquel.
El filferro i la làmina de manganina s'utilitzen en la fabricació de resistències, en particular de shunt d'amperímetres, a causa del seu coeficient de temperatura de resistència pràcticament zero i la seva estabilitat a llarg termini. Diverses resistències de manganina van servir com a estàndard legal per a l'ohm als Estats Units des del 1901 fins al 1990. El filferro de manganina també s'utilitza com a conductor elèctric en sistemes criogènics, minimitzant la transferència de calor entre punts que necessiten connexions elèctriques.
La manganina també s'utilitza en manòmetres per a estudis d'ones de xoc d'alta pressió (com les generades per la detonació d'explosius) perquè té baixa sensibilitat a la deformació però alta sensibilitat a la pressió hidrostàtica.
2)
Constantàés un aliatge de coure i níquel també conegut comEureka, Avançament, iFerriNormalment està format per un 55% de coure i un 45% de níquel. La seva característica principal és la seva resistivitat, que és constant en un ampli rang de temperatures. Es coneixen altres aliatges amb coeficients de temperatura similarment baixos, com ara la manganina (Cu86Mn12Ni2).
Per a la mesura de deformacions molt grans, del 5% (50.000 microstrians) o superior, el constantan recuit (aliatge P) és el material de malla que normalment es selecciona. El constantan en aquesta forma és molt dúctil; i, en longituds de calibre de 0,125 polzades (3,2 mm) i més, es pot deformar fins a >20%. Cal tenir en compte, però, que sota deformacions cícliques elevades, l'aliatge P mostrarà un canvi de resistivitat permanent amb cada cicle i provocarà un desplaçament zero corresponent a l'extensòmetre. A causa d'aquesta característica i de la tendència a la fallada prematura de la malla amb deformacions repetides, l'aliatge P no es recomana normalment per a aplicacions de deformació cíclica. L'aliatge P està disponible amb números STC de 08 i 40 per al seu ús en metalls i plàstics, respectivament.
2. Introducció i aplicacions del filferro esmaltat
Tot i que es descriu com a "esmaltat", el filferro esmaltat no està, de fet, recobert ni amb una capa de pintura d'esmalt ni amb esmalt vitri fet de pols de vidre fos. El filferro magnètic modern normalment utilitza d'una a quatre capes (en el cas del filferro tipus quàdruple) d'aïllament de pel·lícula de polímer, sovint de dues composicions diferents, per proporcionar una capa aïllant resistent i contínua. Les pel·lícules aïllants de filferro magnètic utilitzen (en ordre creixent de rang de temperatura) polivinil formal (Formar), poliuretà, poliimida, poliamida, polièster, polièster-poliimida, poliamida-poliimida (o amida-imida) i poliimida. El filferro magnètic aïllat de poliimida és capaç de funcionar fins a 250 °C. L'aïllament del filferro magnètic quadrat o rectangular més gruixut sovint s'augmenta embolicant-lo amb una cinta de poliimida o fibra de vidre d'alta temperatura, i els bobinatges complets sovint s'impregnen al buit amb un vernís aïllant per millorar la resistència de l'aïllament i la fiabilitat a llarg termini del bobinatge.
Les bobines autoportants s'enrotllen amb filferro recobert amb almenys dues capes, la més externa és un termoplàstic que uneix les espires quan s'escalfa.
Altres tipus d'aïllament, com ara el fil de fibra de vidre amb vernís, el paper d'aramida, el paper kraft, la mica i la pel·lícula de polièster, també s'utilitzen àmpliament arreu del món per a diverses aplicacions com ara transformadors i reactors. En el sector de l'àudio, es pot trobar un filferro de construcció de plata i diversos altres aïllants, com el cotó (de vegades impregnat amb algun tipus d'agent coagulant/espessant, com ara la cera d'abella) i el politetrafluoroetilè (PTFE). Els materials d'aïllament més antics incloïen el cotó, el paper o la seda, però aquests només són útils per a aplicacions de baixa temperatura (fins a 105 °C).
Per facilitar la fabricació, alguns cables magnètics de baixa temperatura tenen un aïllament que es pot eliminar amb la calor de la soldadura. Això significa que les connexions elèctriques als extrems es poden fer sense haver de pelar primer l'aïllament.
3. Composició química i propietat principal de l'aliatge de baixa resistència de Cu-Ni
PropietatsGrau | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
Composició química principal | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Temperatura màxima de servei continu (°C) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
Resisivitat a 20 °C (Ω mm2/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
Densitat (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.8 | 8.9 | |
Conductivitat tèrmica (α×10-6/oC) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
Resistència a la tracció (Mpa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
EMF vs Cu(μV/oC)(0~100oC) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
Punt de fusió aproximat (°C) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
Estructura microgràfica | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | |
propietat magnètica | no | no | no | no | no | no | |
PropietatsGrau | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
Composició química principal | 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 | |
Temperatura màxima de servei continu (°C) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
Resisivitat a 20 °C (Ω mm2/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
Densitat (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | |
Conductivitat tèrmica (α×10-6/oC) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
Resistència a la tracció (Mpa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
EMF vs Cu(μV/oC)(0~100oC) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
Punt de fusió aproximat (°C) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
Estructura microgràfica | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | austenita | |
propietat magnètica | no | no | no | no | no | no |