Rundes Nicr auf KupferbasisLegierung 180Isolierter emaillierter Kupferdraht der Abschlussklasse

1. Allgemeine Materialbeschreibung

1)

Manganinist eine Legierung aus typischerweise 84 % Kupfer, 12 % Mangan und 4 % Nickel.

Manganindraht und -folie werden bei der Herstellung von Widerständen, insbesondere von Amperemeter-Shunts, verwendet, da sie einen Widerstandstemperaturkoeffizienten von nahezu Null und eine Langzeitstabilität aufweisen. Von 1901 bis 1990 dienten in den Vereinigten Staaten mehrere Manganin-Widerstände als gesetzlicher Standard für Ohm. Manganin-Drähte werden auch als elektrischer Leiter in kryogenen Systemen verwendet, um die Wärmeübertragung zwischen Punkten zu minimieren, die elektrische Verbindungen benötigen.

Manganin wird auch in Messgeräten zur Untersuchung von Hochdruck-Stoßwellen (wie sie bei der Detonation von Sprengstoffen entstehen) verwendet, da es eine geringe Dehnungsempfindlichkeit, aber eine hohe hydrostatische Druckempfindlichkeit aufweist.

2)

Konstantanist eine Kupfer-Nickel-Legierung, auch bekannt alsHeureka, Vorauszahlung, UndFähre. Es besteht normalerweise aus 55 % Kupfer und 45 % Nickel. Sein Hauptmerkmal ist sein spezifischer Widerstand, der über einen weiten Temperaturbereich konstant bleibt. Es sind auch andere Legierungen mit ähnlich niedrigen Temperaturkoeffizienten bekannt, beispielsweise Manganin (Cu).₈₆Mn₁₂Ni₂).

Für die Messung sehr großer Dehnungen von 5 % (50.000 Mikrostrian) oder mehr wird normalerweise geglühtes Konstantan (P-Legierung) als Gittermaterial gewählt. Konstantan ist in dieser Form sehr duktil; und kann bei Messlängen von 0,125 Zoll (3,2 mm) und länger auf >20 % gedehnt werden. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die P-Legierung bei hohen zyklischen Belastungen bei jedem Zyklus eine gewisse dauerhafte Änderung des spezifischen Widerstands aufweist und eine entsprechende Nullpunktverschiebung im Dehnungsmessstreifen verursacht. Aufgrund dieser Eigenschaft und der Tendenz zu vorzeitigem Netzversagen bei wiederholter Belastung wird P-Legierung normalerweise nicht für Anwendungen mit zyklischer Belastung empfohlen. P-Legierung ist mit den STC-Nummern 08 und 40 für den Einsatz auf Metallen bzw. Kunststoffen erhältlich.

2. Einführung und Anwendungen von Lackdrähten

Obwohl emaillierter Draht als „emailliert“ beschrieben wird, ist er weder mit einer Schicht Emaillefarbe noch mit Glasemaille aus geschmolzenem Glaspulver beschichtet. Moderne Magnetdrähte verwenden typischerweise ein bis vier Schichten (im Fall von Quad-Film-Drähten) einer Polymerfilmisolierung, oft aus zwei unterschiedlichen Zusammensetzungen, um eine robuste, kontinuierliche Isolierschicht bereitzustellen. Für Magnetdraht-Isolierfolien werden (in der Reihenfolge steigender Temperaturbereiche) Polyvinylformal (Formar), Polyurethan, Polyimid, Polyamid, Polyster, Polyester-Polyimid, Polyamid-Polyimid (oder Amid-Imid) und Polyimid verwendet. Der mit Polyimid isolierte Magnetdraht kann bei bis zu 250 °C betrieben werden. Die Isolierung dickerer quadratischer oder rechteckiger Magnetdrähte wird häufig durch Umwickeln mit einem Hochtemperatur-Polyimid- oder Glasfaserband verstärkt, und fertige Wicklungen werden häufig mit einem Isolierlack vakuumimprägniert, um die Isolationsfestigkeit und die langfristige Zuverlässigkeit der Wicklung zu verbessern.

Selbsttragende Spulen sind mit Draht umwickelt, der mindestens zwei Schichten aufweist, wobei die äußerste Schicht ein Thermoplast ist, der die Windungen bei Erwärmung miteinander verbindet.

Auch andere Arten von Isolierungen wie Glasfasergarn mit Lack, Aramidpapier, Kraftpapier, Glimmer und Polyesterfolie werden weltweit häufig für verschiedene Anwendungen wie Transformatoren und Reaktoren verwendet. Im Audiobereich findet man einen Draht aus Silber und verschiedene andere Isolatoren wie Baumwolle (manchmal mit einer Art Gerinnungsmittel/Verdickungsmittel wie Bienenwachs durchdrungen) und Polytetrafluorethylen (PTFE). Zu den älteren Isoliermaterialien gehörten Baumwolle, Papier oder Seide, diese sind jedoch nur für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen (bis zu 105 °C) geeignet.

Um die Herstellung zu erleichtern, verfügen einige Magnetdrähte für niedrige Temperaturen über eine Isolierung, die durch die Hitze des Lötens entfernt werden kann. Das bedeutet, dass elektrische Verbindungen an den Enden ohne vorheriges Abisolieren hergestellt werden können.

3. Chemische Zusammensetzung und Haupteigenschaft der Cu-Ni-Legierung mit niedrigem Widerstand