Медно-никелевый сплав константан

Константан - термостабильный электротехнический медно-никелевый сплав, состоящий из следующих элементов: никель (Ni), марганец (Mn), медь (Cu). Хорошо поддается обработке. Используется для изготовления термопар, реостатов и электронагревательных элементов с рабочей температурой до 400-500 °C, измерительных приборов низкого класса точности.

Константан впервые был получен в 1888 году американским изобретателем Эдвардом Вестоном. Он использовал данный сплав в качестве материала для катушек электроизмерительных приборов, сопротивление которого не зависит от температуры. Изобретатель назвал его «Сплав №2», но немецкие производители, у которых он разместил заказ на производство проволоки из нового материала, дали ему собственное наименование «Константан» под которым он известен в настоящее время.

Сплав имеет высокое удельное электрическое сопротивление, которое составляет 0,45-0,52 мкОм·м и малый температурный коэффициент электрического сопротивления - от -0,02·10-3 до +0,06·10^-3 °С^-1 (по ГОСТ 5307-77). Благодаря таким малым значениям указанного коэффициента данный материал практически не изменяет свое сопротивление с изменением температуры.

Еще одним важным свойством указанного сплава является ТЭДС (термоэлектродвижущая сила). Он в паре с хромелем, а также с медью и железом развивает достаточно высокую ТЭДС.

Константан хорошо поддается механической обработке, что говорит о его высоких технологических свойствах.

Свойство	Значение
Плотность, г/см3	8,8-8,9
Температура плавления, °С	1260
Удельное электрическое сопротивление, мкОм·м	0,45-0,52
Магнитность	Не магнитен
Твердость, НВ	75-90 (после отжига) 155
Температурный коэффициент линейного расширения, °С-1 в интервале 20-100 °С	14,4·10-6
Температурный коэффициент электрического сопротивления, °C-1	от -0,02·10-3 до +0,06·10-3

Константан выпускается под маркой МНМц 40-1,5. Самым весомым компонентом в составе указанной марки является медь (Cu) ~59%, далее следует никель (Ni) 39-41% и марганец (Mn) 1-2%.

Достоинства:
• имеет высокое электрическое сопротивление;
• имеет малое значение температурного коэффициента электрического сопротивления;
• обладает высокой ТЭДС в паре с некоторыми металлами и сплавами;
• обладает хорошими технологическими свойствами.

Недостатки:
• имеет сравнительно низкую температуру плавления.

Области применения медно-никелевого сплава константан обусловлены его свойствами. Первым практически полезным свойством является высокое электрическое сопротивление. Оно позволяет использовать данный материал для изготовления нагревателей электрических печей. Поскольку температура плавления относительно невелика, то максимальная рабочая температура нагревателей составляет 500 °C. Также указанное свойство позволяет производить из константана реостаты (элементы сопротивления).

Вторым важным с практической точки зрения свойством является низкая зависимость электрического сопротивления от температуры. Данная особенность позволяет использовать указанный сплав в тех случаях, когда важно обеспечить стабильность электросопротивления.

Константан в паре с медью, сплавом хромель и железом развивает достаточно высокую термо-электродвижущую силу, которая может быть учтена измерительным прибором. Указанное свойство позволяет использовать данный медно-никелевый сплав для изготовления термопар хромель-константан, медь-константан, железо-константан. Также из него производят удлиняющие провода.

Основными видами продукции, которые выпускает промышленность, являются проволока, нить (проволока малых диаметров) и лента (полоса). Константановая проволока, нить, а также константановая лента или полоса используются для изготовления проволочных и ленточных нагревателей электрических печей, а также резистивных элементов. Нить и проволока также применяются в электротехнике и приборах для измерения температуры.