1tom091

5. MATERIAŁOZNAWSTWO ELEKTROTECHNICZNE -184

2.    Stopy oporowe na rezystory pomiarowe, wykazujące mały współczynnik temperaturowy rezystancji oraz małą jednostkową siłę termoelektryczną względem miedzi (połączenia w miernikach);

3.    Metale i stopy oporowe oraz materiały oporowe niemetalowe na elementy grzejne;

4.    Metale na oporowe czujniki termometryczne, wyróżniające się dużym współczynnikiem temperaturowym rezystancji o; ich temperatura robocza zawiera sie na ogół w granicach od -200 do 350³C:

5.    Materiały na rezystory specjalne bezindukcyjne, oraz o nieliniowej charakterystyce napięciowo-prądowej (warystory).

Właściwości stopów oporowych i metali stosowanych do urządzeń wymienionych w grupie 1, 2. i 3. podano w tabl. 5.7. W grupach 1. i 2. duże zastosowanie znajdują wieloskładnikowe stopy miedzi z niklem (do 40%), cynkiem (do 27%), aluminium (do 5%), magnezem (do 1%) i żelazem (do 1%). Są one znane pod firmowymi nazwami: manganin, konstantan itp. Stopy używane na elementy grzejne dzieli się na dwie podstaw-owc grupy: ’

—    stopy austenityczne, na bazie niklu i chromu (do 80% Ni i 20% Cr) — bezżelazowe (tzw. nichromy) i zawierające żelazo (tzw. ferronichromy);

—    stopy ferrytyczne (tzw. ferrochromale), zawierające oprócz Fe, Cr nieznaczne ilości domieszek uszlachetniających, np. Co.

Stopy bezżelazowe mogą pracować, zależnie od gatunku, w' temperaturach 900h-1150°C. Wykazują one dużą wytrzymałość mechaniczną w wysokich temperaturach, dużą trwałość pracy w atmosferze obojętnej, są natomiast wrażliwe na działanie atmosfery utleniającej oraz zawierającej siarkę lub jej związki.

Stopy ferrytyczne, w zależności od gatunku, mogą pracować w temperaturach do 1350'C. Wykazują one dużą odporność na atmosferę utleniającą, są nieodporne na działanie związków chloru, metali alkalicznych i cyjanków. Ich wadą jest duża skłonność do rekrystalizacji i mała wytrzymałość mechaniczna w wysokich temperaturach. Stopy te, od nazwy producenta, są znane jako Kanthale; produkowane w Polsce — noszą nazwę Baildonali.

Na elementy grzejne stosuje się również metale czyste — molibden i wolfram. Mogą one pracować długotrwale w temperaturach 1500-t- 3000^CC, lecz ze względu na proces utleniania wymagają stosowania atmosfer ochronnych lub próżni. Elementy wykonane z tych metali są używane w piecach oporowych do topienia oraz obróbki cieplnej niektórych metali.

Niemetalowe elementy grzejne wykonuje się z materiałów węglowych i grafitowych oraz z węglika krzemu (SiC — karborund) lub krzemku molibdenu (MoSi — molibdenosilit). Elementy węglowe i grafitowe mogą pracować w temperaturach do 3300°C; odznaczają się dużą odpornością na udar cieplny, lecz małą odpornością na utlenianie (podczas pracy trzeba je chronić przed dostępem powietrza). Elementy grzejne z karborundu wykonuje się w kształcie prętów z odpowiednimi końcówkami — noszącymi nazwę silit lub globar. W zależności od rodzaju wyrobu, rezystywność karborundu w temperaturze 20 C może wynosić 1500-^6000 £2-m. W temperaturze powyżej ok. 900'C rezystywność maleje, po czym wzrasta w przybliżeniu liniowo osiągając w temperaturze 1450 C wartość ok. 1000 fl - m. Czas pracy karborundowych elementów grzejnych w temperaturze nie przekraczającej 1450^:C wynosi ponad 2500 h. Na skutek utleniania wartość rezystywności w tym czasie może ulec znacznemu (3-krotncmu) zwiększeniu (15-r-20% podczas pierwszych 60-^80 godzin pracy).

Elementy grzejne z krzemku molibdenu, produkowane w' kształcie formowanych prętów przez firmę Kanthal, noszą nazwę Superkanthali; są one odporne na atmosfery utleniające i mogą pracować w temperaturze do 1700°C.

Na oporowe czujniki termometryczne stosuje się metale czyste, zwłaszcza platynę, rzadziej —srebro, nikiel i miedź. Charakterystyka temperaturowa tych metali zależy przede wszystkim od ich czystości.

Rezystory bezindukcyjne wykonuje się z materiałów węgłowych.

Tablica 5.7. Właściwości stopów oporowych (wartości orientacyjne), wg [5.15; 5.21; 5.22; 5.36]

5 ? Sj		rezystory wzorcowe i pomiarowe	rezystory pomiarowe i regulacyjne	rezystory regulacyjne	elementy oporowe grzejne w środowisku obojętnym
o		gssss <-■) n n N	400	*88888 C fO f', ł T	ooooooooooocoooo Ottt, ot, OttOOOOCTTiOC: —    OO 5 f'' W —■ n M Ov - M fN Cl — O —    —, _ —< — .— —« — Tl
		r-> cl	3,38	C OO T) Tl CC O C ^ M N M O	O cc r-i ^ _ _ O- o •!• v oc 2 n "ł rr oo °«N ^
.1 _T* lA "5		r-» oo t, -T Tf O O kr; 2 + ■O.■». ° 'T o C rj- c~. °5	0.458	Tl Tl TT t. ro ro ifl e 00 oe -|- ^rr 'T O O Tl O O rj- 5 =	n f- ■». o _n~CT. ClUT-HTKTMrt , - x Ot' . o I- CC tt rfi rfi TT er — rfi Tf T .|. O —_ O
Skład, %	c O	1 1 1	1	1	1 1 1 123° 1 Ml
	O	1 1	1	1 2	1 l l li 1 l 1 1 : 1 -
	'Cr.	S l	1	1 1 1 1D	l 1 l i l l ll
	<	3 33	1	1 1 1 1 1	i T o O O O Tl OT©® 1 TT TT Tf TT T r*T T. Tl Tj- Tl
	O	1:1 1	1	1 II 1 1 1	OT, r--TTfr-T — COTTOt-O^rO
	,o	■ri j «n rf ^1 —	1	75 73 12 93,9	TT T. TT O fi o r- _ oo O rr TT Tl - t, J r: .— t-' c i' '— r- i— Osfi ™ ti ^ ^1 w oc vo o r-
	c N	III 1		1 ISH'* 1	1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
	Z	1 3	ti ■rT	T, Tj- O T) (N rl M -	SSSŚ 1 1 1 1 1 1 § 1
	| ^UW	oo q « o o ci (N fC <N	1	3 2 0,8	II - 3 1 1 1 MII - 1
	6	N O rt O ^ er vC 't •*’ cc CC CC cc cc	Tl Tl	1 TI SC CC 1	1111111111111-
l i s Z		Fcrromanganin Manganin Inmet Izabelin Nowokonstantan	Konstantan	Ferronikiel Klimaks Nikielina Nowe srebro Rcotan Żeliwo	Chromonikielina-Brightray Chromonikielina-Glowray Ferronichrom KNS12 Kanthal Al Kanthal A Kanthal D Megapyr I Mcgapyr 11 Megapyr IV Baildonal 10 Baildonal 12 Chromał Fcchrał Cekos II Wolfram W

Oznaczenie:    najwyższa dopuszczalna temperatura pracy ciągłej materiału.