19.Властивості матеріалів з різними питомими опорами

В РЕА часто використовуються високоомні матеріали, призначені для виготовлення елементів і вузлів активного навантаження (обмотки реостатів, змінних резисторів, шунтів, нагрівальних елементів). їх електричний опір становить р>10*10"-⁸0м-м. Широкого застосування для виробництва РЕА знайшли сплави на основі Fе-Сг-АІ, Nі-Сг Nі-Сu.

Сплави фехраль (Х13Ю4), хромаль (Х23Ю5), ніхроми (Х15Н60. Х20Н80) використовуються в якості резистивних та нагрівальних елементів. Питомий електричний опір для цих матеріалів р=(118-:-145)-10­­^-8 Ом м.

Механічні властивості характеризуються межею міцності σ=670 МПа.

З мідних сплавів найпоширенішими є мельхіор МН19, нельзібер МНЦ15-20 (р=27- 10^-8 Ом-м; ТК_Р = 2 -10"⁴ °С"¹). Використовуються ці сплави для виготовлення постійних і змінних резисторів.

Провідники із константану МНМц40-1,5 мають такі характеристики: ρ = (4б,5±і,5)-10 ⁸ Ом-м; σ_В > 450 МПа; δ= 20%, які зберігають їх в діапазоні температур 204-100 С.

При під'єднанні елементів з константану до конетруктивів із міді важливо враховувати ЕРС, яка утворюється на контакті з'єднання провідників:

д е Т/ і Тг - температури кінців провідників; Е, - питома термо ЕРС.

Для пари мідь-константан величина питомої термоЕРС Е=40мкВ/С, що для прецизійних резисторів не завжди є допустимою величиною.

В процесі оксидування константанової дротини при температурі 900°С, на протязі короткого терміну часу утворюється оксидна плівкаNiO, яка захищає поверхню від додаткового окислення при робочій температурі. Якщо в реостатах низька напруга, тоді між витками дротини не потрібна додаткова-ізоляція - це покращує конструкцію приладу.

Широке застосування в техніці приладобудування мають сплави манганін, новоконстантан, радіоманганін та інші:

• МНМцЗ-12 - манганін, низьконікелевий сплав, механічні властивості якого близькі до константану, але £<— 1мкВ/⁵С. З нього виготовляють високостабільні і високоточні дротяні резистори;

• МНМцІ 0-30-60 - радіоманганін має такі характеристики: р =200 -10"⁸ Ом-м; ТК_Р= -1- 10"^5оС"¹;

• ММцАЖІ 2-4-1,5- новоконстантан з такими характеристиками: р=63*10"⁸0м-м; Е, =0,2мкВ/°С; ТК_р=(0,1^2>10"^5оС"¹.

Для роботи при температурі, вищій 120°С, а також в умовах агресивних середовищ, використовують сплави на основі платини, золота та срібла: ПлН- 8 (Рі+8%Мі) - платиновий сплав з додатками нікелю; ПлВ-5 - платиновий сплав з

додатками вольфраму; ПдСрМ-65-5 –сплав з додатками срібла, що використовується для зносостійких деталей; ПдСр-40 (Ргі+40%А§), для яких р=(15+1 Ю) Ю⁸Ом м; ТК_Р={0,1:! 00) ! О ^С:¹; а_в=200-г700МПа. Особливістю таких сплавів є підвищена твердість, НВ=34-И90. Всі вони можуть працювати при високих навантаженнях і температурних діях, що особливо важливо для літакової і космічної техніки.

20. Матеріали для нагрівальних елементів потребують стійкості до взаємодії з оточуючим середовищем, тобто повинні, не окислюватися і не реагувати з повітрям. Такі матеріали, що працюють у вакуумі, повинні мало випаровуватися і не вступати у взаємодію, з, вогнетривкими матеріалами. Кількість тепла 0. і температура розігріву нагріваючого елемента залежить від струму, опору і часу нагріву і визначається відомим законом Джоуля-Ленца:

Q=0.24*I²*R*tде /- сила струму; К - омічний опір; t- час нагрівання.

Важливо забезпечити роботу матеріалів при температурах, які наближаються до зміни їх характеристик. Наприклад, константан може працювати при Т<500°С. Фехралі і хромалі володіють стійкістю до агресивних середовищ, наприклад Х23Ю5, Х23Ю5Т, Х27Ю5Т працюють в середовищах оксиду сірки, сірководню», оксиду вуглецю, аміаку. Для Х27Ю5Т робоча температура досягає 1300°С. Для ніхромів небажаний контакт з вуглецем, бо це приводить до утворення карбідів, тобто такі елементи стають крихкими, а це знижує їх "живучість" (''живучість" - термін, що характеризує службу дротини при циклічному навантаженні: позмінно двохвилинне нагрівання і двохвилинне охолодження).Також Я небажаний контакт з азбестом при Т>400 С.

Для роботи при Т>1400°С використовуються неметалічні нагрівані на основі МоSі_2; SіС, А1₂0_3і чи тугоплавких металів і сплавів платини з іридієм ПлИ5, ПлИЗО, платини З родієм ПлРд7, ПлРд40. Ці матеріали потрібні для виготовлення обладнання мікроеяектронних пристроїв для напилення, електронних елементів ламп, кінескопів, моніторів.

З метою підвищення стійкості таких матеріалів в процесі експлуатації необхідно виконувати їх попередню термостабілізацію, суть якої полягає в циклічній дії температури у відповідному середовищі для кожного матеріалу.

Промисловість сучасного приладобудування постійно вимагає нових матеріалів з покращеними властивостями і в цьому напрямі ведуться пошуки та наукові розробки для забезпечення відповідного попиту.