In der Elektronik spielen Widerstände eine entscheidende Rolle bei der Steuerung des Stromflusses. Sie sind wichtige Komponenten in Geräten, die von einfachen Schaltkreisen bis hin zu komplexen Maschinen reichen. Die zur Herstellung von Widerständen verwendeten Materialien haben großen Einfluss auf deren Leistung, Haltbarkeit und Effizienz. Unter ihnen sind Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen, Nickel-Chrom-Legierungen und Kupfer-Nickel-Legierungen aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften von großem Interesse.
Warum Legierungen bei der Widerstandsherstellung eine wichtige Rolle spielen
Legierungen sind Mischungen aus zwei oder mehr Elementen, von denen mindestens eines ein Metall ist. Sie wurden entwickelt, um bestimmte Eigenschaften wie Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit und thermische Stabilität zu verbessern. Bei Widerstandsanwendungen beeinflusst die Wahl der Legierung den Temperaturkoeffizienten, die Stabilität und die Gesamtleistung des Widerstands.
Was sind die wichtigsten Eigenschaften von Legierungen, die in Widerständen verwendet werden?
(1) Widerstand: Die Hauptfunktion eines Widerstands besteht darin, dem Stromfluss Widerstand zu leisten. Der spezifische Widerstand der Legierung ist ein Schlüsselfaktor für die Wirksamkeit dieser Funktion. 2.
(2) Temperaturkoeffizient: Diese Eigenschaft gibt an, wie stark der Widerstand eines Materials mit der Temperatur variiert. Widerstände erfordern einen niedrigen Widerstandstemperaturkoeffizienten, um eine stabile Leistung über einen weiten Temperaturbereich sicherzustellen.
(3) Korrosionsbeständigkeit: Widerstände sind oft rauen Umgebungen ausgesetzt. Oxidations- und korrosionsbeständige Legierungen sind für die Aufrechterhaltung der Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Widerstands von entscheidender Bedeutung.
(4) Mechanische Festigkeit: Widerstände müssen physikalischen Belastungen und Temperaturschwankungen standhalten. Legierungen mit hoher mechanischer Festigkeit können diesen Bedingungen ohne Qualitätsverlust standhalten.
(5) Thermische Stabilität: Die Fähigkeit einer Legierung, ihre Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen beizubehalten, ist besonders bei Hochleistungsanwendungen von entscheidender Bedeutung.
Eisen-Chrom-Aluminium-Legierung – Zusammensetzung und Eigenschaften:
Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen(FeCrAl) sind für ihre hervorragende Oxidationsbeständigkeit und Hochtemperaturstabilität bekannt. Diese Legierungen bestehen typischerweise aus Eisen, Chrom und Aluminium und zersetzen sich bei Temperaturen bis zu 1400 °C (2550 °F) nicht wesentlich.
Anwendungen in Widerständen:
Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen werden häufig in Hochtemperaturwiderständen verwendet, insbesondere in den folgenden Anwendungen:
- Heizelemente: Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen werden aufgrund ihrer Fähigkeit, die strukturelle Integrität bei hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten, häufig als Heizelemente in Industrieöfen und Öfen verwendet.
- Leistungswiderstände: Diese Legierungen werden auch in Leistungswiderständen verwendet, die eine hohe thermische Stabilität und Oxidationsbeständigkeit erfordern.
- Automobilanwendungen: In der Automobilelektronik werden FeCrAl-Legierungen in Widerständen verwendet, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen betrieben werden, beispielsweise in Abgassystemen.
Nickel-Chrom-Legierungen – Zusammensetzung und Eigenschaften:
Nickel-Chrom-Legierungen (NiCr) sind eine weitere beliebte Wahl für Widerstandsanwendungen. Diese Legierungen bestehen typischerweise aus Nickel und Chrom, deren Anteil von den gewünschten Eigenschaften abhängt.NiCr-Legierungensind bekannt für ihre hervorragende Beständigkeit, Hochtemperaturleistung und Korrosionsbeständigkeit.
Nichromlegierungen werden üblicherweise verwendet:
- Filmwiderstände: Diese Widerstände werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen Präzision von entscheidender Bedeutung ist und bei denen eine NiCr-Legierung die erforderliche Stabilität und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten bietet.
- Drahtwiderstände: In Drahtwiderständen wird aufgrund seines hohen Widerstands und seiner Fähigkeit, thermischen Zyklen standzuhalten, häufig Nichrom-Draht verwendet.
- Hochtemperaturanwendungen: Ähnlich wie Ferrochrom-Aluminium-Legierungen eignen sich Nickel-Chrom-Legierungen für Hochtemperaturumgebungen und sind daher ideal für Industrie- und Luft- und Raumfahrtanwendungen.
Kupfer-Nickel-Legierungen – Zusammensetzung und Eigenschaften
Kupfer-Nickel-Legierungen (CuNi) sind für ihre hervorragende elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt. Diese Legierungen enthalten typischerweise Kupfer und Nickel, wobei spezifische Eigenschaften durch Variation des Nickelgehalts erreicht werden. CuNi-Legierungen werden besonders wegen ihrer Fähigkeit geschätzt, ihre Leistung in Meeres- und anderen korrosiven Umgebungen aufrechtzuerhalten.
Kupfer-Nickel-Legierungen werden in einer Vielzahl von Widerstandsanwendungen verwendet, darunter:
- Präzisionswiderstände: Aufgrund ihrer hervorragenden Leitfähigkeit und StabilitätCuNi-Legierungenwerden häufig für Präzisionswiderstände in Mess- und Steuerungsanwendungen verwendet.
- Marineanwendungen: Die Korrosionsbeständigkeit von CuNi-Legierungen macht sie für Widerstände geeignet, die in Meeresumgebungen eingesetzt werden, wo Salzwasser schädlich sein kann.
- Anwendungen bei niedrigen Temperaturen: Kupfer-Nickel-Legierungen funktionieren gut in kryogenen Umgebungen und sind daher ideal für Anwendungen bei niedrigen Temperaturen.
FeCrAl-, Nichrom- und Kupfer-Nickel-Legierungen verfügen alle über einzigartige Eigenschaften, die sie für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet machen.
- Eisen-Chrom-Aluminium-Legierungen eignen sich gut für Umgebungen mit hohen Temperaturen und eignen sich gut für Heizelemente und Leistungswiderstände.
- Nickel-Chrom-Legierungen bieten eine hervorragende Stabilität und Korrosionsbeständigkeit und eignen sich für Folien- und Drahtwiderstände.
- Kupfer-Nickel-Legierungen sind für ihre hohe Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt und eignen sich gut für Präzisionswiderstände und Schiffsanwendungen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. September 2024