[科普中国]-康铜合金

基本介绍

康铜合金具有较低的电阻温度系数，较宽的使用温度范围（480℃以下），良好的机械加工性能，耐腐蚀及易钎焊的特点。可制作仪器仪表、电子以及工业设备中的电阻及元件，适宜在交流电路中使用，作精密电阻、滑动电阻、电阻应变计等，也可用于热电偶和热电偶补偿导线材料。

此外还有一种新康铜电阻合金,为铜铁基同合金，它具有与康铜一样的电阻率，基本相近似的电阻温度系数，和相同的使用温度。新康铜与康铜电阻合金相比由于不含价格较高的镍，而具有低价格的优胜，但抗氧化性能比康铜差。在比较多的方面能够替代康铜丝电阻合金1。

物理性能及机械性能1）.电阻率：0.45～0.51uΩ·m

2）.20℃电阻温度系数：－40～+40a×10－6℃－1

3）.0～100℃平均对铜热电势：－45uv/℃

4）.使用温度：6～15﹪

6）.抗拉强度：≥390MPa2

康铜合金的金相组织及性能康铜合金是电阻合金的一种，是制作应变计的主要材料之一。康铜合金是以铜为基加入42-45%镍及铁、锰、硅、镁等杂质元素组成的铜镍合金。从微观结构看，Cu, Ni原子的晶体结构均为面心立方结构，Cu原子的半径为2. 55纳米，Ni原子的半径为2. 48纳米。由于二者晶体结构相同，原子的半径差别在5%以内，Cu、Ni原子可形成单相无限置换固溶体。Cu-Ni合金以任意的浓度比形成单相置换固溶体，二者互为溶质、溶剂，由于Cu、Ni两种原子的原子半径不同，当Ni原子加入Cu原子形成固溶体时，固溶体的品格常数随溶解度的增加而减小。固溶体的晶格常数与溶剂元素之差，在一定程度上反映了晶格畸变的大小。当Cu原子中的Ni原子的浓度达到5 0%左右时，固溶体的品格畸变最为严重。铜中溶入镍原子后造成固溶体的晶格畸变，可提高铜镍合金的强度、硬度，这种现象被称为固溶强化。固溶强化在提高合金的强度和硬度的同时对合金的塑性和韧性影响却很小。实验表明，镍溶一于铜中形成同溶体时，其硬度可从HB38提高到HB60-80，其伸展率仍可保持在50%左右。应变计用康铜箔压延加工到2-3um的厚度仍具有良好的弹性和强度。

Ni原子的溶入造成Cu-Ni合金的晶格畸变，除引起上述固溶强化之外，还会使Cu-Ni合金的物理性能发生变化。尤其对合金的电阻率及电阻温度系数影响较大。由金属的导电理论可知，金属的电阻是由于金属内导电的自由电子与限制其白由运动的各种障碍碰撞引起的。参加导电的白由电子土要是那些具有较高能量的最外层电子。阻碍白由电子运动的障碍主要是金属内离子的热震动、杂质引起的晶格畸变、凝固时的枝品偏析以及冷加t_造成的品体缺陷等。当镍原子溶入铜原子形成固溶体时，既增加限制白由电子移动的障碍，又改变合金中的自由电子数目。镍是过渡族元素，其电子层结构为3d84s2具有未填满的d电子层，铜原子的电子层结构为3d104s1,当镍原子溶入铜原子形成固溶体时，铜原子4s电子层上的电子填充到镍原子3d电子层上，使固溶体内导电的白由电子大量减少，导致电阻率的显著增加。同时Ni原子的溶入造成Cu-Ni合金的品格畸变，增加了电子的散射，也导致铜镍合金的电阻率增加3。

改变康铜合金电阻温度系数的方法通过对康铜合金的结构分析可知，康铜合金的电阻温度系数可采取下述几种方法调整:

1、调整Ni的百分含量对电阻温度系数进行调整。

2、加入铁、锰、硅、镁等杂质元素，增加康铜合金的品格畸变对电阻温度系数进行调整。

3、对康铜合金进行冷加工，改变康铜合金内部的品体缺陷对电阻温度系数进行调整。

4、对康铜合金进行热处理，改变康铜合金内部的品体缺陷，以改变康铜合金的电阻温度系数2。