Ronde koperen NicrLegering 180graad Klasse Geïsoleerde Geëmailleerde Koperdraad
1. Algemene materiaalbeschrijving
1)
ManganineHet is een legering die doorgaans bestaat uit 84% koper, 12% mangaan en 4% nikkel.
Mangaan draad en folie worden gebruikt bij de fabricage van weerstanden, met name shuntweerstanden voor ampèremeters, vanwege hun vrijwel nul temperatuurcoëfficiënt van de weerstand en hun stabiliteit op lange termijn. Verschillende mangaanweerstanden dienden van 1901 tot 1990 als wettelijke standaard voor de ohm in de Verenigde Staten. Mangaan draad wordt ook gebruikt als elektrische geleider in cryogene systemen, om warmteoverdracht tussen punten die elektrische verbindingen nodig hebben te minimaliseren.
Manganine wordt ook gebruikt in meetinstrumenten voor onderzoek naar hogedrukschokgolven (zoals die ontstaan bij de ontploffing van explosieven), omdat het een lage rekgevoeligheid maar een hoge hydrostatische drukgevoeligheid heeft.
2)
Constantijnis een koper-nikkellegering, ook wel bekend alsEureka, Voorschot, EnVeerbootHet bestaat meestal uit 55% koper en 45% nikkel. Het belangrijkste kenmerk is de soortelijke weerstand, die constant blijft over een breed temperatuurbereik. Er zijn andere legeringen bekend met vergelijkbaar lage temperatuurcoëfficiënten, zoals manganine (Cu).86Mn12Ni2).
Voor het meten van zeer grote vervormingen, 5% (50.000 microstriaan) of meer, wordt doorgaans gegloeid constantaan (P-legering) als rastermateriaal gekozen. Constantaan in deze vorm is zeer ductiel en kan bij meetlengtes van 0,125 inch (3,2 mm) en langer tot meer dan 20% worden uitgerekt. Er moet echter rekening mee worden gehouden dat de P-legering bij hoge cyclische vervormingen een permanente verandering in de soortelijke weerstand vertoont bij elke cyclus, wat een overeenkomstige nulverschuiving in de rekstrook veroorzaakt. Vanwege deze eigenschap en de neiging tot voortijdige breuk van het raster bij herhaalde vervorming, wordt P-legering doorgaans niet aanbevolen voor toepassingen met cyclische vervorming. P-legering is verkrijgbaar met STC-waarden van 08 en 40 voor respectievelijk gebruik op metalen en kunststoffen.
2. Inleiding en toepassingen van geëmailleerd draad
Hoewel het wordt omschreven als "geëmailleerd", is geëmailleerd draad in feite niet bedekt met een laag emailverf of met glasachtig email gemaakt van gesmolten glaspoeder. Moderne magneetdraad gebruikt doorgaans één tot vier lagen (in het geval van draad met vier lagen) polymeerfilmisolatie, vaak van twee verschillende samenstellingen, om een sterke, continue isolatielaag te creëren. Isolerende films voor magneetdraad gebruiken (in volgorde van toenemend temperatuurbereik) polyvinylformal (Formar), polyurethaan, polyimide, polyamide, polyester, polyester-polyimide, polyamide-polyimide (of amide-imide) en polyimide. Magneetdraad met polyimide-isolatie kan functioneren bij temperaturen tot 250 °C. De isolatie van dikkere vierkante of rechthoekige magneetdraad wordt vaak versterkt door deze te omwikkelen met een hittebestendige polyimide- of glasvezeltape, en voltooide wikkelingen worden vaak vacuümgeïmpregneerd met een isolerende lak om de isolatiesterkte en de betrouwbaarheid op lange termijn te verbeteren.
Zelfdragende spoelen worden gewikkeld met draad dat is gecoat met ten minste twee lagen, waarbij de buitenste laag een thermoplastisch materiaal is dat de windingen aan elkaar bindt wanneer het wordt verwarmd.
Andere soorten isolatiemateriaal, zoals glasvezelgaren met vernis, aramidepapier, kraftpapier, mica en polyesterfolie, worden wereldwijd veel gebruikt voor diverse toepassingen, zoals transformatoren en reactoren. In de audiosector worden zilverdraden en diverse andere isolatiematerialen gebruikt, zoals katoen (soms geïmpregneerd met een stollingsmiddel/verdikkingsmiddel, zoals bijenwas) en polytetrafluorethyleen (PTFE). Oudere isolatiematerialen waren onder andere katoen, papier of zijde, maar deze zijn alleen geschikt voor toepassingen bij lage temperaturen (tot 105 °C).
Om de productie te vereenvoudigen, heeft een deel van het magneetdraad voor lage temperaturen een isolatie die door de hitte van het solderen kan worden verwijderd. Dit betekent dat elektrische verbindingen aan de uiteinden kunnen worden gemaakt zonder eerst de isolatie te hoeven verwijderen.
3. Chemische samenstelling en belangrijkste eigenschappen van de Cu-Ni-legering met lage weerstand
| EigenschappenGrade | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
| Belangrijkste chemische samenstelling | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
| Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
| Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
| Maximale continue bedrijfstemperatuur (°C) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
| Soortelijke weerstand bij 20°C (Ωmm2/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
| Dichtheid (g/cm³) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.8 | 8.9 | |
| Thermische geleidbaarheid (α×10-6/oC) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
| Treksterkte (MPa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
| EMF versus Cu(μV/oC)(0~100oC) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
| Geschat smeltpunt (°C) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
| Micrografische structuur | austeniet | austeniet | austeniet | austeniet | austeniet | austeniet | |
| Magnetische eigenschap | niet | niet | niet | niet | niet | niet | |
| EigenschappenGrade | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
| Belangrijkste chemische samenstelling | 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 | |
| Maximale continue bedrijfstemperatuur (°C) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
| Soortelijke weerstand bij 20°C (Ωmm2/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
| Dichtheid (g/cm³) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | |
| Thermische geleidbaarheid (α×10-6/oC) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
| Treksterkte (MPa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
| EMF versus Cu(μV/oC)(0~100oC) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
| Geschat smeltpunt (°C) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
| Micrografische structuur | austeniet | austeniet | austeniet | austeniet | austeniet | austeniet | |
| Magnetische eigenschap | niet | niet | niet | niet | niet | niet | |
150 0000 2421