In der Elektronik spielen Widerstände eine entscheidende Rolle bei der Steuerung des Stromflusses. Sie sind wichtige Komponenten in Geräten, von einfachen Schaltkreisen bis hin zu komplexen Maschinen. 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 Herstellung von Widerständen eine wichtige Rolle spielen
Legierungen sind Mischungen aus zwei oder mehr Elementen, von denen mindestens eines metallisch ist. Sie werden 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 entgegenzusetzen. Der spezifische Widerstand der Legierung ist ein entscheidender Faktor für ihre Effektivität bei der Erfüllung dieser Funktion. 2.
(2) Temperaturkoeffizient: Diese Eigenschaft gibt an, wie stark der Widerstand eines Materials mit der Temperatur schwankt. Widerstände benötigen einen niedrigen Temperaturkoeffizienten, um eine stabile Leistung über einen weiten Temperaturbereich zu gewährleisten.
(3) Korrosionsbeständigkeit: Widerstände sind oft rauen Umgebungsbedingungen ausgesetzt. Oxidations- und korrosionsbeständige Legierungen sind entscheidend für die Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Widerstands.
(4) Mechanische Festigkeit: Widerstände müssen physikalischen Belastungen und Temperaturwechseln 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, wobei der jeweilige Anteil von den gewünschten Eigenschaften abhängt.NiCr-Legierungensind für ihre hervorragende Widerstandsfähigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt.
Nichromlegierungen werden häufig verwendet:
- Filmwiderstände: Diese Widerstände werden in Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf Präzision ankommt und eine NiCr-Legierung für die nötige Stabilität und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten sorgt.
- Drahtwiderstände: In Drahtwiderständen wird aufgrund seines hohen Widerstands und seiner Fähigkeit, thermischen Zyklen standzuhalten, häufig Nichromdraht verwendet.
- Hochtemperaturanwendungen: Ähnlich wie Ferrochrom-Aluminium-Legierungen eignen sich Nickel-Chrom-Legierungen für Hochtemperaturumgebungen und sind daher ideal für Anwendungen in der Industrie und der Luft- und Raumfahrt.
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 durch Variation des Nickelgehalts spezifische Eigenschaften erreicht werden. CuNi-Legierungen werden besonders geschätzt, da sie auch in Meeresumgebungen und anderen korrosiven Umgebungen ihre Leistungsfähigkeit bewahren.
Kupfer-Nickel-Legierungen werden in einer Vielzahl von Widerstandsanwendungen eingesetzt, darunter:
- Präzisionswiderstände: Aufgrund ihrer hervorragenden Leitfähigkeit und StabilitätCuNi-Legierungenwerden häufig für Präzisionswiderstände in Mess- und Steuerungsanwendungen verwendet.
- Marineanwendungen: Aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit eignen sich CuNi-Legierungen für Widerstände, die in Meeresumgebungen eingesetzt werden, wo der Kontakt mit Salzwasser schädlich sein kann.
- Niedertemperaturanwendungen: Kupfer-Nickel-Legierungen funktionieren gut in kryogenen Umgebungen und sind daher ideal für Niedertemperaturanwendungen.
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 sind gut für Heizelemente und Leistungswiderstände geeignet.
- Nickel-Chrom-Legierungen bieten hervorragende Stabilität und Korrosionsbeständigkeit und eignen sich für Film- und Drahtwiderstände.
- Kupfer-Nickel-Legierungen sind für ihre hohe Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit bekannt und eignen sich gut für Präzisionswiderstände und Marineanwendungen.
Veröffentlichungszeit: 26. September 2024
