Nicr a base di rame rotondoLega 180filo di rame smaltato isolato di classe di grado
1. Descrizione generale del materiale
1)
Manganinaè una lega composta in genere dall'84% di rame, dal 12% di manganese e dal 4% di nichel.
Il filo e la lamina di manganina vengono utilizzati nella produzione di resistori, in particolare degli shunt amperometrici, grazie al loro coefficiente di temperatura praticamente nullo e alla stabilità a lungo termine. Diversi resistori di manganina sono stati utilizzati come standard legale per l'ohm negli Stati Uniti dal 1901 al 1990. Il filo di manganina viene utilizzato anche come conduttore elettrico nei sistemi criogenici, riducendo al minimo il trasferimento di calore tra i punti che necessitano di collegamenti elettrici.
La manganina viene utilizzata anche negli indicatori per lo studio delle onde d'urto ad alta pressione (come quelle generate dalla detonazione di esplosivi) perché ha una bassa sensibilità alla deformazione ma un'elevata sensibilità alla pressione idrostatica.
2)
Costantanaè una lega di rame-nichel nota anche comeEureka, Anticipo, ETraghettoDi solito è composta per il 55% da rame e per il 45% da nichel. La sua caratteristica principale è la resistività, che rimane costante in un ampio intervallo di temperature. Sono note altre leghe con coefficienti di temperatura altrettanto bassi, come la manganina (Cu86Mn12Ni2).
Per la misurazione di deformazioni molto elevate, pari o superiori al 5% (50.000 microstrian), la costantana ricoperta (lega P) è il materiale della griglia normalmente scelto. La costantana in questa forma è molto duttile e, in lunghezze di calibro pari o superiori a 0,125 pollici (3,2 mm), può essere deformata fino a oltre il 20%. È tuttavia opportuno tenere presente che, in presenza di elevate deformazioni cicliche, la lega P mostrerà una variazione permanente della resistività a ogni ciclo, causando un corrispondente spostamento dello zero nell'estensimetro. A causa di questa caratteristica e della tendenza alla rottura prematura della griglia con sollecitazioni ripetute, la lega P non è generalmente raccomandata per applicazioni con deformazioni cicliche. La lega P è disponibile con numeri STC pari a 08 e 40 per l'uso rispettivamente su metalli e materie plastiche.
2. Introduzione e applicazioni del filo smaltato
Sebbene descritto come "smaltato", il filo smaltato non è, in realtà, rivestito né con uno strato di smalto né con smalto vetroso a base di polvere di vetro fuso. Il filo smaltato moderno utilizza in genere da uno a quattro strati (nel caso del filo a quattro film) di isolamento in film polimerico, spesso di due composizioni diverse, per fornire uno strato isolante resistente e continuo. I film isolanti dei fili smaltati utilizzano (in ordine crescente di intervallo di temperatura) polivinilformale (Formar), poliuretano, poliimmide, poliammide, poliestere, poliestere-poliimmide, poliammide-poliimmide (o ammide-immide) e poliimmide. Il filo smaltato isolato in poliimmide è in grado di funzionare fino a 250 °C. L'isolamento dei fili smaltati quadrati o rettangolari più spessi viene spesso aumentato avvolgendoli con un nastro di poliimmide o fibra di vetro ad alta temperatura, e gli avvolgimenti completati sono spesso impregnati sotto vuoto con una vernice isolante per migliorare la resistenza dell'isolamento e l'affidabilità a lungo termine dell'avvolgimento.
Le bobine autoportanti sono avvolte con filo rivestito da almeno due strati, il più esterno dei quali è un materiale termoplastico che, riscaldato, unisce le spire.
Altri tipi di isolante, come il filato di fibra di vetro con vernice, la carta aramidica, la carta kraft, la mica e il film di poliestere, sono ampiamente utilizzati in tutto il mondo per varie applicazioni, come trasformatori e reattori. Nel settore audio, si possono trovare un filo di argento e vari altri isolanti, come il cotone (a volte permeato con un agente coagulante/addensante, come la cera d'api) e il politetrafluoroetilene (PTFE). Tra i materiali isolanti più vecchi figuravano cotone, carta o seta, ma questi sono utili solo per applicazioni a basse temperature (fino a 105 °C).
Per facilitare la fabbricazione, alcuni fili magnetici resistenti alle basse temperature presentano un isolamento che può essere rimosso tramite il calore della saldatura. Ciò significa che i collegamenti elettrici alle estremità possono essere realizzati senza dover prima rimuovere l'isolamento.
3. Composizione chimica e proprietà principale della lega Cu-Ni a bassa resistenza
ProprietàGrado | CuNi1 | CuNi2 | CuNi6 | CuNi8 | CuMn3 | CuNi10 | |
Composizione chimica principale | Ni | 1 | 2 | 6 | 8 | _ | 10 |
Mn | _ | _ | _ | _ | 3 | _ | |
Cu | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | Bal | |
Temperatura massima di servizio continuo (oC) | 200 | 200 | 200 | 250 | 200 | 250 | |
Resistività a 20 °C (Ωmm2/m) | 0,03 | 0,05 | 0,10 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | |
Densità (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.8 | 8.9 | |
Conduttività termica (α×10-6/oC) | <100 | <120 | <60 | <57 | <38 | <50 | |
Resistenza alla trazione (Mpa) | ≥210 | ≥220 | ≥250 | ≥270 | ≥290 | ≥290 | |
EMF vs Cu(μV/oC)(0~100oC) | -8 | -12 | -12 | -22 | _ | -25 | |
Punto di fusione approssimativo (oC) | 1085 | 1090 | 1095 | 1097 | 1050 | 1100 | |
Struttura micrografica | austenite | austenite | austenite | austenite | austenite | austenite | |
Proprietà magnetica | non | non | non | non | non | non | |
ProprietàGrado | CuNi14 | CuNi19 | CuNi23 | CuNi30 | CuNi34 | CuNi44 | |
Composizione chimica principale | 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 massima di servizio continuo (oC) | 300 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
Resistività a 20 °C (Ωmm2/m) | 0,20 | 0,25 | 0,30 | 0,35 | 0,40 | 0,49 | |
Densità (g/cm3) | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | 8.9 | |
Conduttività termica (α×10-6/oC) | <30 | <25 | <16 | <10 | <0 | <-6 | |
Resistenza alla trazione (Mpa) | ≥310 | ≥340 | ≥350 | ≥400 | ≥400 | ≥420 | |
EMF vs Cu(μV/oC)(0~100oC) | -28 | -32 | -34 | -37 | -39 | -43 | |
Punto di fusione approssimativo (oC) | 1115 | 1135 | 1150 | 1170 | 1180 | 1280 | |
Struttura micrografica | austenite | austenite | austenite | austenite | austenite | austenite | |
Proprietà magnetica | non | non | non | non | non | non |