Константин - Constantan
| Константин | |
|---|---|
| Тип | Медно-никелевый сплав |
| Физические свойства | |
| Плотность (ρ) | 8885 кг / м³ |
| Механические свойства | |
| Модуль Юнга (E) | 162 ГПа |
| Предел прочности (σт) | ~ 450 МПа |
| Удлинение (ε) в перемена | ~0.25% |
| Тепловые свойства | |
| Температура плавления (Тм) | 1210 ° С |
| Теплопроводность (k) | 21,2 Вт / (м · К) |
| Удельная теплоемкость (c) | 390 Дж / (кг · К) |
| Электрические свойства | |
| Поверхность удельное сопротивление | 0,49 мкОм · м |
Константин это фирменное наименование[ненадежный источник? ] для медь –никель сплав также известен как Эврика, Продвигать и Перевозить.[1] Обычно он состоит из 55% меди и 45% никеля.[2] Его главная особенность - низкий температурный разброс его удельное сопротивление, которая постоянна в широком диапазоне температур. Другие сплавы с таким же низким температурные коэффициенты известны, такие как манганин (Cu [86%] / Mn [12%] / Ni [2%]).
История
В 1887 г. Эдвард Вестон обнаружил, что металлы могут иметь отрицательный температурный коэффициент сопротивления, и изобрел то, что он назвал «Сплав № 2». Он был произведен в Германия где он был переименован в «Константин».[3][4]
Константановый сплав
Из всех современных тензодатчик Сплавы, константан - самый старый и до сих пор наиболее широко используемый. Эта ситуация отражает тот факт, что константан обладает наилучшим общим сочетанием свойств, необходимых для многих приложений тензодатчиков. Этот сплав, например, имеет достаточно высокий напряжение чувствительность, или калибровочный коэффициент, который относительно нечувствителен к уровню деформации и температура. Его удельное сопротивление (4,9 х 10−7 Ом · м)[5] достаточно высок, чтобы достичь подходящих значений сопротивления даже в очень маленьких сетях, и его температурный коэффициент из сопротивление довольно низкий. Кроме того, константан отличается хорошими усталость жизнь и относительно высокий удлинение возможности. Однако константан имеет тенденцию демонстрировать непрерывный дрейф при температурах выше 65 ° C (149 ° F);[6] и эту характеристику следует учитывать при нуль стабильность тензодатчика имеет решающее значение в течение нескольких часов или дней. Константан также используется для электрического нагрева сопротивлением и термопары.[7]
А-сплав
Очень важно, что константан можно обрабатывать для самотемпературной компенсации, чтобы соответствовать широкому спектру исследуемых материалов. коэффициенты теплового расширения. Сплав А поставляется с номерами 00, 03, 05, 06, 09, 13, 15, 18, 30, 40 и 50 самокомпенсации температуры (STC) для использования на испытательных материалах с соответствующими коэффициентами теплового расширения, выраженными в частей на миллион по длине (или мкм / м) на градус Фаренгейта.
Сплав P
Для измерение очень крупных штаммов, 5% (50 000 микроштамм ) или выше, обычно выбираемым материалом сетки является отожженный константан (сплав P). Константан в таком виде очень пластичный; и, при измерительной длине 0,125 дюйма (3,2 мм) и более, его можно растягивать до> 20%. Однако следует иметь в виду, что при высоких циклических деформациях сплав P будет демонстрировать некоторое постоянное изменение удельного сопротивления с каждым циклом и вызывать соответствующее нуль сдвиг тензодатчика. Из-за этой характеристики и тенденции к преждевременному выходу из строя решетки при многократном деформировании сплав P обычно не рекомендуется для приложений с циклической деформацией. Сплав P доступен с номерами S-T-C 08 и 40 для использования на металлы и пластмассы, соответственно.
Физические свойства
| Свойство | Ценить |
|---|---|
| Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре[2] | 4.9×10−7 Ом · м |
| Температурный коэффициент в 20 ° C[8] | 8 частей на миллионK−1 |
| Температурный коэффициент От -55 до 105 ° С[2] | ± 40 частей на миллион · K−1 |
| Точка Кюри[9] | 35 К |
| Плотность[2] | 8.9 × 103 кг / м³ |
| Температура плавления | 1221–1300 ° С |
| Удельная теплоемкость | 390 Дж / (кг · К) |
| Теплопроводность в 23 ° С | 19,5 Вт / (м · К) |
| Линейный коэффициент температурного расширения в От 25 до 105 ° C[2] | 14.9×10−6 K−1 |
| Предел прочности[2] | 455–860 МПа |
| Удлинение при разрыве | <45% |
| Модуль упругости | 162 ГПа |
Измерение температуры
Константан также используется для образования термопары с проводами из утюг, медь или хромель.[7] У него чрезвычайно сильный отрицательный Коэффициент Зеебека выше 0 по Цельсию,[10] приводит к хорошей температурной чувствительности.
Рекомендации
- ^ М. А. Лотон; Д. Ф. Варн (2003). Справочник инженеров-электриков (16-е изд.). Эльзевир. п. 10/43. ISBN 0-7506-4637-3.
- ^ а б c d е ж Дж. Р. Дэвис (2001). Медь и медные сплавы. ASM International. п. 158. ISBN 0-87170-726-8.
- ^ Хронологическая история развития электричества с 600 г. до н. Э. Национальная ассоциация производителей электрооборудования. 1946. с. 59.
- ^ Д. О. Вудбери (1949). Мера величия: краткая биография Эдварда Уэстона. Макгроу-Хилл. п. 168.
- ^ «Таблица удельного сопротивления». hyperphysics.phy-astr.gsu.edu. Получено 2016-05-18.
- ^ Ханна, Р.Л. (1992). Справочник пользователя тензодатчиков. Нью-Йорк: Спрингер. п. 50. ISBN 978-0412537202.
- ^ а б «Работа с Chromel, Alumel и Constantan». Keats Manufacturing Co. 2015-03-12. Получено 2016-05-18.
- ^ Дж. О'Мэлли (1992). Очерк теории Шаума и проблемы анализа основных схем. McGraw-Hill Professional. п.19. ISBN 0-07-047824-4.
- ^ Варанаси, К. В .; Brunke, L .; Burke, J .; Maartense, I .; Padmaja, N .; Efstathiadis, H .; Chaney, A .; Барнс, П. Н. (2006). «Подложки из двухосно-текстурированного сплава константана (Cu 55 мас.%, Ni 44 мас.%, Mn 1 мас.%) Для проводников с покрытием YBa2Cu3O7 − x». Наука и технологии сверхпроводников. 19 (9): 896. Дои:10.1088/0953-2048/19/9/002.
- ^ Справочник по измерению температуры Vol. 3, отредактированный Робином Э. Бентли
Библиография
- Дж. Р. Дэвис (2001). Медь и медные сплавы. ASM International. ISBN 0-87170-726-8.