康銅合金是以銅和鎳為主要成份（含40%鎳，1.5%錳）的電阻合金，適用於製作交流儀器的可變電阻和應變電阻元件。康銅合金具有較低的電阻溫度係數，較寬的使用溫度範圍（480℃以下），良好的機械加工性能，耐腐蝕及易釺焊的特點。可製作儀器儀表、電子以及工業設備中的電阻及元件，適宜在交流電路中使用，作精密電阻、滑動電阻、電阻應變計等，也可用於熱電偶和熱電偶補償導線材料。
基本介紹
- 中文名：康銅合金
- 外文名：Constantan alloy
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 成分：銅和鎳
- 成分比例：含40%鎳，1.5%錳
基本介紹,物理性能及機械性能,康銅合金的金相組織及性能,改變康銅合金電阻溫度係數的方法,
基本介紹
康銅合金具有較低的電阻溫度係數，較寬的使用溫度範圍（480℃以下），良好的機械加工性能，耐腐蝕及易釺焊的特點。可製作儀器儀表、電子以及工業設備中的電阻及元件，適宜在交流電路中使用，作精密電阻、滑動電阻、電阻應變計等，也可用於熱電偶和熱電偶補償導線材料。
此外還有一種新康銅電阻合金,為銅鐵基同合金，它具有與康銅一樣的電阻率，基本相近似的電阻溫度係數，和相同的使用溫度。新康銅與康銅電阻合金相比由於不含價格較高的鎳，而具有低價格的優勝，但抗氧化性能比康銅差。在比較多的方面能夠替代康銅絲電阻合金。
物理性能及機械性能
1）.電阻率：0.45～0.51uΩ·m
2）.20℃電阻溫度係數：－40～+40a×10－6℃－1
3）.0～100℃平均對銅熱電勢：－45uv/℃
4）.使用溫度：<500℃
5）.延伸率：>6～15﹪
6）.抗拉強度：≥390MPa
康銅合金的金相組織及性能
康銅合金是電阻合金的一種，是製作應變計的主要材料之一。康銅合金是以銅為基加入42-45%鎳及鐵、錳、矽、鎂等雜質元素組成的銅鎳合金。從微觀結構看，Cu, Ni原子的晶體結構均為面心立方結構，Cu原子的半徑為2. 55納米，Ni原子的半徑為2. 48納米。由於二者晶體結構相同，原子的半徑差別在5%以內，Cu、Ni原子可形成單相無限置換固溶體。Cu-Ni合金以任意的濃度比形成單相置換固溶體，二者互為溶質、溶劑，由於Cu、Ni兩種原子的原子半徑不同，當Ni原子加入Cu原子形成固溶體時，固溶體的品格常數隨溶解度的增加而減小。固溶體的晶格常數與溶劑元素之差，在一定程度上反映了晶格畸變的大小。當Cu原子中的Ni原子的濃度達到5 0%左右時，固溶體的品格畸變最為嚴重。銅中溶入鎳原子後造成固溶體的晶格畸變，可提高銅鎳合金的強度、硬度，這種現象被稱為固溶強化。固溶強化在提高合金的強度和硬度的同時對合金的塑性和韌性影響卻很小。實驗表明，鎳溶一於銅中形成同溶體時，其硬度可從HB38提高到HB60-80，其伸展率仍可保持在50%左右。應變計用康銅箔壓延加工到2-3um的厚度仍具有良好的彈性和強度。
Ni原子的溶入造成Cu-Ni合金的晶格畸變，除引起上述固溶強化之外，還會使Cu-Ni合金的物理性能發生變化。尤其對合金的電阻率及電阻溫度係數影響較大。由金屬的導電理論可知，金屬的電阻是由於金屬內導電的自由電子與限制其白由運動的各種障礙碰撞引起的。參加導電的白由電子土要是那些具有較高能量的最外層電子。阻礙白由電子運動的障礙主要是金屬內離子的熱震動、雜質引起的晶格畸變、凝固時的枝品偏析以及冷加t_造成的品體缺陷等。當鎳原子溶入銅原子形成固溶體時，既增加限制白由電子移動的障礙，又改變合金中的自由電子數目。鎳是過渡族元素，其電子層結構為3d84s2具有未填滿的d電子層，銅原子的電子層結構為3d104s1,當鎳原子溶入銅原子形成固溶體時，銅原子4s電子層上的電子填充到鎳原子3d電子層上，使固溶體內導電的白由電子大量減少，導致電阻率的顯著增加。同時Ni原子的溶入造成Cu-Ni合金的品格畸變，增加了電子的散射，也導致銅鎳合金的電阻率增加。
改變康銅合金電阻溫度係數的方法
通過對康銅合金的結構分析可知，康銅合金的電阻溫度係數可採取下述幾種方法調整:
1、調整Ni的百分含量對電阻溫度係數進行調整。
2、加入鐵、錳、矽、鎂等雜質元素，增加康銅合金的品格畸變對電阻溫度係數進行調整。
3、對康銅合金進行冷加工，改變康銅合金內部的品體缺陷對電阻溫度係數進行調整。
4、對康銅合金進行熱處理，改變康銅合金內部的品體缺陷，以改變康銅合金的電阻溫度係數。
