Constantan | |
---|---|
Тип | Медно-никелевый сплав |
Физические свойства | |
Плотность (ρ) | 8885 кг / м³ |
Механические свойства | |
Модуль Юнга (E) | 162 ГПа |
Предел прочности при растяжении (σt) | ~ 450 МПа |
Относительное удлинение (ε) при разрыве | ~ 0,25% |
Тепловые свойства | |
Температура плавления (T m) | 1210 ° C |
Теплопроводность (k) | 21,2 Вт / (м · K) |
Удельная теплоемкость (c) | 390 Дж / (кг · K) |
Электрические свойства | |
Поверхностное удельное сопротивление | 0,49 мкОм · м |
константан - это собственное название для сплава меди –никель , также известного как Eureka, Advance и Ferry . Обычно состоит из 55% меди и 45% никеля. Его главной особенностью является низкое тепловое изменение его удельного сопротивления, который является постоянным в широком диапазоне температур. Другие сплавы с столь же низкими температурными коэффициентами a широко известны, например, манганин (Cu [86%] / Mn [12%] / Ni [2%]).
В 1887 году Эдвард Уэстон обнаружил, что металлы могут иметь отрицательный температурный коэффициент сопротивления, изобрав то, что он назвал своим «Сплавом № 2». " Он был произведен в Германии, где был переименован в «Константин».
Из всех современных тензометрических сплавов константан - самый старый, и до сих пор наиболее широко используется. Эта ситуация отражает тот факт, что константан обладает наилучшим общим сочетанием свойств, необходимых для многих применений тензодатчиков. Этот сплав имеет, например, достаточно высокую чувствительность к деформации или коэффициент измерения, который относительно нечувствителен к уровню деформации и температуре. Его удельное сопротивление (4,9 x 10 Ом · м) достаточно велико для достижения подходящих значений сопротивления даже в очень маленьких сетях, а его температурный коэффициент сопротивления достаточно высок. низкий. Кроме того, константан характеризуется хорошей усталостной долговечностью и относительно высокой способностью к удлинению. Однако константан имеет тенденцию демонстрировать непрерывный дрейф при температурах выше 65 ° C (149 ° F); и эту характеристику следует учитывать, когда нулевая стабильность тензодатчика критична в течение нескольких часов или дней. Константан также используется для электрического резистивного нагрева и термопар.
. Очень важно, что Константан может обрабатываться для самотемпературной компенсации, чтобы соответствовать широкому диапазону коэффициентов испытательного материала. тепловое расширение. 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.
Для измерения очень больших деформаций, 5% (50 000 микродеформации ) или выше, отожженный константан (сплав P) обычно выбирается материал сетки. Константан в этой форме очень пластичный ; и, при калибровочной 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 смещение нуля 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 металлах и пластмассах соответственно.
Свойство | Значение |
---|---|
Удельное электрическое сопротивление при комнатной температуре | 4,9 × 10 Ом · м |
Температурный коэффициент при 20 ° C | 8 ppmK |
Температурный коэффициент от -55 до 105 ° C | ± 40 ppmK |
точка Кюри | 35 K |
Плотность | 8,9 × 10 кг / м³ |
Температура плавления | 1221–1300 ° C |
Удельная теплоемкость | 390 Дж / (кг · K) |
Теплопроводность при 23 ° C | 19,5 Вт / (мК) |
Линейный коэффициент теплового расширения при 25-105 ° C | 14,9 × 10 K |
Предел прочности | 455–860 МПа |
Удлинение при разрушение | <45% |
Модуль упругости | 162 ГПа |
Константан также используется для формирования термопар с проводами из железа, меди или хромель. Он имеет чрезвычайно сильный отрицательный коэффициент Зеебека выше 0 по Цельсию, что обеспечивает хорошую температурную чувствительность.