70. Сплавы высокого сопротивления

Сплавы высокого сопротивления делятся на три группы: 1. Сплавы для магазинов сопротивлений, различных эталонов, добавочных сопротивлений, шунтов. 2. Сплавы для сопротивлений и реостатов. 3. Сплавы для электронагревательных приборов и печей.

К сплавам первой группы предъявляют следующие требования: высокое удельное сопротивление, близкий к нулю температурный коэффициент сопротивления, малая термоэлектродвижущая сила в сочетании с другими металлами (особенно с медью), постоянство сопротивления во времени, высокая стойкость против коррозии. К сплавам этой группы относятся сплавы на основе меди — манганин и константан. Манганин — сплав коричнево-красноватого цвета, состоящий из 86% меди, 12% марганца и 2% никеля. Манганин имеет удельное сопротивление 0,42—0,43 ом-мм²/м, плотность 8,4 кг/дм³, прочность на разрыв 40—55 кГ/мм², очень малые температурный коэффициент сопротивления и термо-э. д. с, допустимую рабочую температуру не выше 60°. Манганин является лучшим материалом для изготовления магазинов сопротивлений, образцовых сопротивлений и шунтов. Константан — сплав 60% меди и 40% никеля. Константан имеет удельное сопротивление 0,5 ом-мм²/м, плотность 8.9 кг/дм³, прочность на разрыв 40—50 кГ/мм². Константан применяется для изготовления реостатов и электронагревательных сопротивлений, если их рабочая температура не превышает 400—450°. Константаи в сочетании с медью имеет высокую термо-э. д.с. и поэтому не может быть применен для изготовления эталонных сопротивлений к точным приборам, так как эта дополнительная э. д. с. будет искажать показания приборов. Это свойство кон-стантана используется при изготовлении термопар для измерения температур порядка нескольких сотен градусов. Сплавы для сопротивлений и реостатов должны быть дешевыми, иметь большое удельное сопротивление и малый температурный коэффициент сопротивления. Для этих целей применяют сплавы на медной основе, например константаи, нике-лин и др. Для удешевления материала никель в реостатных сплавах заменен цинком и железом. Сплавы, применяемые для электронагревательных приборов и печей, должны хорошо обрабатываться, быть механически прочными, дешевыми, иметь высокое удельное сопротивление и длительное время работать при высокой температуре без окисления. При нагреве металла на его поверхности образуется оксидная пленка, которая должна предотвратить дальнейшее разрушение металла. Металлы — медь, железо и кобальт — имеют пористую оксидную пленку, поэтому при нагревании они быстро разрушаются. Такие металлы, как никель, хром и алюминий, покрываются при нагреве плотной оксидной пленкой, поэтому жароупорные сплавы делают на основе этих металлов. Нихром — сплав никеля и хрома. К нихромам относится также ферронихром, который, кроме никеля и хрома, содержит железо (58—62% никеля, 15—17% хрома, остальное — железо). Плотность нихрома 8,4 кг/дм³, прочность на разрыв 70 кГ/мм2, удельное сопротивление около 1,0 ом-мм²/м. Нихром выпускается в виде проволоки и ленты, которые идут на изготовление спиралей электронагревательных приборов и печей, имеющих рабочую температуру до 1000°. Фехраль — сплав 12—15% хрома, 3—5% алюминия, остальное — железо. Фехраль имеет плотность 7,5 кг/дм³, прочность на разрыв 70 кГ/мм² и удельное сопротивление около 1,2 ом-мм²/м. Рабочая температура фехраля около 800°. Хромаль — сплав 28—30% алюминия, остальное — железо. Прочность хромаля на разрыв 80 кГ/мм², удельное сопротивление 1,3—1,4ом-мм²/м, допустимая рабочая температура 1250°.