MATERIAŁY OPOROWE

Wielkości charakteryzujące materiały oporowe:

Rezystywność
zwykle dla 20oC

Współczynnik temperaturowy rezystywności

Określa on względy przyrost rezystywności przy przyroście temperatury o jeden stopień Celsjusza. Dla materiałów pracujących w bardzo wysokich temperaturach (np. grzejnych) określa się przyrost rezystywności na 1000 oC. W grupie materiałów oporowych zasadniczo jest dodatni, czasami w wybranych przedziałach temperatury może być ujemny.

Siła termoelektryczna względem miedzi STE

Temperatura robocza - najwyższa temperatura, w której materiał może trwale pracować.

Trwałość w określonych warunkach - stabilność właściwości.

Ze względu na zastosowanie materiały oporowe dzielimy na:

1. materiały oporowe

rezystory regulacyjne

rozruchowe

obciążające

Wymagania:

- duża rezystywność (oszczędność miejsca)

- względnie mały współczynnik (stabilność wydzielanej mocy)

- odpowiednia wytrzymałość mechaniczna (muszą przenosić obciążenia mechaniczne)

- niska cena

- temperatura pracy zwykle 300-500 oC

Stopy CuNiZn

nowe srebro - 63Cu15Ni22Zn
,
,
,

nikielina - 54Cu26Ni20Zn
,
,
,

Stopy FeNi

ferronikiel - 75Fe25Ni

,
,

klimaks - 73Fe24Ni3Mn
,
,

Stopy CuNi

konstantan - 55Cu45Ni
,
,
,

Żeliwo

93,9Fe0,8Mn1,7Si3,6C

,
,

2. Materiały oporowe

dokładne

rezystory pomiarowe

wzorcowe

Wymagania:

- duża rezystywność

- bardzo mały współczynnik

- mała siła STE

- stałość parametrów w czasie

Stopy CuMnNi oraz CuMnAl

manganin - 86Cu12Mn2Ni
,
,
,
,

Ujemną cechą tego materiałujest skłonność do utleniania się, po uformowaniu znacznie wzrasta jego rezystancja - naprężenia mechaniczne powiększają rezyztywność, dlatego po ukształtowaniu należy przeprowadzić stabilizację termiczną (140 oC przez 10-12 godzin). Jest chętnie stosowany na rezystory wzorcowe.

inmet - 84,3Cu11,6Mn3,1Al
,
,

Po uformowaniu zaleca się stabilizację termiczną (400 oC przez 10 godzin w atmosferze obojętnej)

izabelin - 84Cu13Mn3Al
,
,
,
,

Dobrze obrobiony cieplnie charakteryzuje się bardzo dużą stabilnością parametrów.

3. Materiały oporowe grzejne

Wymagania:

- duża rezystywność

- wysoka temperatura robocza

- odporność na utlenianie

- odporność na wpływy chemiczne

- mały współczynnik

- wytrzymałość mechaniczna

- odporność na nagłe zmiany temperatury

- mały współczynnik temperaturowy rozszerzalności (względy konstrukcyje)

- mała przewodność cieplna (promieniowe oddawanie energii)

Stopy NiCr

chromonikielina - 80Ni20Cr
, względny przyrost rezystywności na 1000oC
,
,

Stopy NiCrFe

ferrichrom - 60Ni17Cr17Fe
,
,
,

Stopy FeCrAl

megapyr - 65Fe30Cr5Al

,
,
,

kantal - 68Fe24Cr5,5Al1,5Co
,
,
,

Niszczenie elementów grzejnych jest związane głównie z utlenianiem powierzchni elementu grzejnego, a następnie miejscowym złuszczaniem tlenków. Powtarzające się złuszczanie powoduje pocienienie elementu grzejnego i w końcu jego przetopienie.W kantalu na powierzchni tworzą się cienkie tlenki aluminium o bardzo dużej adhezji, nie złuszczające się. Trwałość tych elementów jest ich największą zaletą.

Wszystkie opisane tutaj materiały stopowe używane są w piecach przemysłowych, laboratoryjnych, urządzeniach gospodarstwa domowego. Najwyższa temperatura robocza jaką zapewniają to 1330 oC. Jeśli konieczne jest osiągnięcie wyższej temperatury sięgamy do czystych metali.

Czyste metle

platyna -
,
,
,

Odporna na wszelkie atmosfery (silnie utleniające) stosowana w wysokotemperaturowych piecach laboratoryjnych.

molibden -
,
,
,

Nieodporny na atmosferę utleniającą (koniecznie ochronna) stosowany w wysokotemperaturowych piecach laboratoryjnych.

wolfram -
,
,
,

Nieodporny na atmosferę utleniającą (koniecznie ochronna) stosowany w wysokotemperaturowych piecach laboratoryjnych w atmosferze ochronnej.

Materiały niemetaliczne

karborund (SILIT) - chemicznie węglik krzemu (SiC)

Technologia - Kryształki SiC (granulacja kilkadziesiąt m) mieszane są z glinką plastyczną. Z masy plastycznej wytwarza się elementy w formie prętów. Pręty te umieszcza się w zasypce z piasku i karborundu i wypala w temperaturze 1700-1800 oC. Pręty mają średnicę od 8 do 60 mm, a długość od kilkunastu cm do 1,5 m.

---