Constantan - Constantan
| Constantan | |
|---|---|
| Taper | Alliage cuivre-nickel |
| Propriétés physiques | |
| Densité (ρ) | 8885 kg/ m3 |
| Propriétés mécaniques | |
| Module de Young (E) | 162 GPa |
| Résistance à la traction (σ t ) | ~450 MPa |
| Allongement (ε) à la rupture | ~0.25% |
| Propriétés thermiques | |
| Température de fusion (T m ) | 1210 °C |
| Conductivité thermique (k) | 21,2 W/(m·K) |
| Capacité calorifique spécifique (c) | 390 J/(kg·K) |
| Propriétés électriques | |
| Résistivité de surface | 0,49 ·m |
Constantan est le nom exclusif d'un alliage cuivre - nickel également connu sous le nom d' Eureka , Advance et Ferry . Il se compose généralement de 55% de cuivre et 45% de nickel. Sa principale caractéristique est la faible variation thermique de sa résistivité , qui est constante sur une large gamme de températures. D'autres alliages avec des coefficients de température également bas sont connus, comme le manganine (Cu [86%] / Mn [12%] / Ni [2%] ).
Histoire
En 1887, Edward Weston a découvert que les métaux peuvent avoir un coefficient de température de résistance négatif, inventant ce qu'il a appelé son "alliage n° 2". Il a été produit en Allemagne où il a été rebaptisé « Konstantan ».
Alliage de Constantan
De tous les alliages de jauges de contrainte modernes , le constantan est le plus ancien et toujours le plus largement utilisé. Cette situation reflète le fait que le constantan a la meilleure combinaison globale de propriétés nécessaires pour de nombreuses applications de jauges de contrainte. Cet alliage a, par exemple, une sensibilité à la déformation suffisamment élevée , ou facteur de jauge , qui est relativement insensible au niveau de déformation et à la température . Sa résistivité (4,9 x 10 -7 .m) est suffisamment élevée pour atteindre des valeurs de résistance appropriées dans des grilles même très petites, et son coefficient de température de résistance est assez faible. De plus, le constantan se caractérise par une bonne résistance à la fatigue et une capacité d' allongement relativement élevée . Cependant, le constantan a tendance à présenter une dérive continue à des températures supérieures à 65 °C (149 °F); et cette caractéristique doit être prise en compte lorsque la stabilité nulle de la jauge de contrainte est critique sur une période de plusieurs heures ou jours. Constantan est également utilisé pour le chauffage par résistance électrique et les thermocouples .
A-alliage
Très important, Constantan peut être traité pour une compensation d'auto-température afin de correspondre à une large gamme de coefficients de dilatation thermique des matériaux d'essai . L'alliage A est fourni dans les numéros d'auto-compensation de température (STC) 00, 03, 05, 06, 09, 13, 15, 18, 30, 40 et 50, pour une utilisation sur des matériaux d'essai avec des coefficients de dilatation thermique correspondants, exprimés en parties par million de longueur (ou m/m) par degrés Fahrenheit.
alliage P
Pour la mesure de très grandes déformations, 5% (50 000 microdéformations ) ou plus, le constantan recuit (alliage P) est le matériau de grille normalement choisi. Constantan sous cette forme est très ductile ; et, dans des longueurs de jauge de 0,125 pouces (3,2 mm) et plus, peut être tendu à >20 %. Il convient toutefois de garder à l'esprit que sous des contraintes cycliques élevées, l'alliage P présentera un changement de résistivité permanent à chaque cycle et provoquera un décalage de zéro correspondant dans la jauge de contrainte. En raison de cette caractéristique et de la tendance à la rupture prématurée de la grille avec des déformations répétées, l'alliage P n'est généralement pas recommandé pour les applications de déformation cyclique. L'alliage P est disponible avec les numéros STC 08 et 40 pour une utilisation sur les métaux et les plastiques , respectivement.
Propriétés physiques
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Résistivité électrique à température ambiante | 4,9 × 10 −7 ·m |
| Coefficient de température à20 °C | 8 ppmK -1 |
| Coéfficent de température −55 à 105 °C | ±40 ppmK -1 |
| Point de Curie | 35 K |
| Densité | 8,9 × 10 3 kg/m 3 |
| Point de fusion | 1221-1300 °C |
| La capacité thermique spécifique | 390 J/(kg·K) |
| Conductivité thermique à23 °C | 19,5 W/(mK) |
| Coefficient de dilatation thermique linéaire à25 à 105 °C | 14,9 × 10 -6 K -1 |
| Résistance à la traction | 455–860 MPa |
| Allongement à la rupture | <45% |
| Module d'élasticité | 162 GPa |
Mesure de température
Constantan est également utilisé pour former des thermocouples avec des fils en fer , en cuivre ou en chromel . Il a un coefficient Seebeck négatif extraordinairement fort au-dessus de 0 degrés Celsius, conduisant à une bonne sensibilité à la température.
Les références
Bibliographie
- JR Davis (2001). Cuivre et alliages de cuivre . ASM International. ISBN 0-87170-726-8.