Что такое манганин? Описание, свойства, применение и цена манганина
Сплав №3. Так, согласно англоязычной литературе назвал манганин Эдвард Вестон. На свое изобретение американский ученый получил патент. Он датируется 1888-ым годом.
Уже в 1889-ом манганин производили немцы. Они-то и дали новому материалу привычное для современников имя. С чем оно связано и чем, собственно, является сплав №3, поведаем ниже.
Что такое манганин?
Манганин – сплав, состоящий преимущественно из меди . Ее в составе материала до 85%. Остаток приходится на никель и марганец . Последний преобладает. Порой, в состав манганина вместо обычного марганца вводят ферромарганец.
Сие удешевляет сплав . Ферромарганец, как видно из названия, содержит еще и железо . Его примесь слегка изменяет свойства материала. Но, об этом поговорим позже.
2,5-3,5%, — доля никеля в манганине. Состав сплава относительно марганца регламентирован 10-13%. Если лигатуры будет больше, материал теряет свойства, за которые его так ценят.
Будь сплав ювелирным , это, пожалуй, был бы приятный золотисто- красный цвет . Но, манганин пригождается на другом «фронте». Каком? Можно начинать догадываться по обзору основополагающих свойств материала.
Свойства манганина
Манганин свойства приобретает при термической обработке. После нее сплав фиксирует показатель электрического сопротивления. Такая стабильность и привлекает промышленников. Манганин изначально состарен.
Состаренными именуют металлы, претерпевшие структурные изменения и более не подверженные внутренней деформации. Имеются в виду перестановки в атомной решетке. Вот намотали проволоку на катушке.
Полежала она так несколько лет, атомы-то и передвинулись чуток. Заодно сдвигается показатель того самого электрического сопротивления, но, не в случае с манганином.
Итак, теперь к конкретике. Удельное электрическое сопротивление манганина близко к 450-ти Ом на метр. При этом, плотность сплава больше 8 000 килограммов на кубический сантиметр. То есть, материал весомый, как и большинство металлических смесей.
Кстати, о смешении. Кроме основных элементов, в манганине могут оставаться примеси. Это то, от чего не удалось очистить изначальную шихту. Бывает, к примеру, до 1,5% кобальта .
С такой примесью манганин удельное сопротивление не теряет. Кобальтом, по сути, можно заменить никель, только дорого. Из этих же соображений редко производят серебряный манганин.
Это официально существующий сплав. Медь в нем заменена на аргентум. Свойства остаются прежними, но ценник на продукцию возрастает в разы. Цвет у серебряного манганина белесый.
В неощутимых количествах в манганине встречаются: золото , сера , углерод , кремний и железо . Примесь железа может быть значительна, лишь в случае замены марганца ферромарганцем. Последний, к слову, чаще используют в производстве сталей. Там сплав помогает нейтрализовать примесь серы, портящую свойства металла.
В манганине ферромарганец дает небольшую прибавку к твердости , магнитным свойствам. Однако, электросопротивление чуть падает. Между тем, именно оно ценится в сплаве, именно оно нужно. Зачем? Ответ – в следующей главе.
Применение манганина
Применение сплава манганина со стабильным, не меняющимся во времени показателем сопротивления, очевидно? Физики, наверняка, догадались, что материал нужен в электроизмерительных приборах.
Их 7 классов . В каждом от аппаратов ждут точных показателей. Для этого элементы техники не должны отзываться на изменения электрического тока, температур.
Манганин выручает в приборах для измерения напряжений, а это гальванометры, вольтомметры и милливольтметры. Пригождается сплав на основе меди и в аппаратах, замеряющих силу тока, то есть, миллиамперметрах, просто амперметрах и гальванометрах.
Третий класс приборов, в которых пригождается манганин, — измерители мощности. К ним относят ваттметры. В электрических счетчиках, подсчитывающих энергию, сплав №3 тоже есть.
К пятой категории приборов относятся фазометры. Они замеряют фазы углы сдвига. В шестой класс включены частометры, нужные для отслеживания частоты тока. Осталось указать омметры для измерения сопротивлений. В них манганит тоже встречается.
Если вспомнить не общие названия классов приборов, а конкретные позиции, манганин идет на шунты, датчики, резисторы и катушки сопротивления. Однако, используя технику с манганином, стоит учитывать, что сплав №3 подвержен коррозии.
Иначе говоря, поверхность проволоки и прочих деталей разрушается при контакте с кислородом, водой. Появляется так называемая ржавчина. Ее, кстати, нет на серебряном манганине. На нем возможна лишь патина – оксидная пленка, затемняющая сплав.
Производство манганина
Манганин производят твердым , либо мягким. Из названия понятно, что последний вариант сплава пластичнее первого. Соответственно, твердый манганин подходит для каркасов, а мягкий – для внутреннего наполнения.
Производя сплав, инженеры, как правило, опираются на ГОСТ. Его номер – 492-2006. «Как правило» сказано, поскольку указанный ГОСТ действует для самой востребованной марки манганина – МНМц3-12.
Ее производит большинство металлургических заводов, в том числе, и отечественных. Возьмем, к примеру, «Уралпромкат». Здесь из манганина делают круглую проволоку холодной протяжки .
Есть изолированные образцы и катушки без изоляции. Но, на других заводах, порой, выпускают и слитки , а так же, медно-никелевую фольгу. Узнаем ценники.
Цена манганина
Цена на катушки с проволокой зависит от ее толщины, марки манганина и количества намотки. За один метр, в среднем, дают от 80-ти до 230-ти рублей. Рулоны с фольгой, в основном, стоят в районе 2 000 рублей за килограмм.
Слитки манганина оценивают примерно в 600 рублей за 1 000 граммов. Но, это розничные запросы. Оптовики закупаются с солидными скидками, зачастую, это до 50% от розничной стоимости .
При индивидуальных заказах, нередко, возможно изменение формы выпуска сплава. Так, на том же «Уралпромкате» предлагают изготовить вместо круглой шестиугольную, или квадратную проволоку.
Манганиновая проволока где взять в домашних условиях
Автор barrakuda,
8 июля, 2010 в Начинающим
- Ответить
- Создать новую тему
Рекомендуемые сообщения
Присоединяйтесь к обсуждению
Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Как намотать проволочный резистор
При ремонте теплоизмерительных и электроизмерительных приборов, а также электронных регуляторов часто приходится наматывать проволочные резисторы. Они должны иметь бифилярную безындукционную обмотку из манганинового провода .
Манганин , в отличие от многих других сплавов, обладает свойством изменять свое электрическое сопротивление с течением времени, причем оно постепенно уменьшается иногда до 1 % от первоначального значения. Такое явление называют естественным старением .
Это свойство у манганина проявляется каждый раз при так называемом наклепе, возникающем в результате процесса изготовления манганиновой проволоки или при ее намотке, а также при вырубке или гибке пластин шунтов, когда повышается твердость манганина и его удельное сопротивление.
В дальнейшем происходит самопроизвольное снятие наклепа и в манганине появляются другие структурные изменения, вызывающие не уменьшение, а увеличение сопротивления. Однако полной компенсации изменений сопротивления не возникает и результирующее сопротивление все же оказывается меньше начального на значение, не превышающее 1%.
Если не подвергнуть намотанную манганиновую проволоку искусственному старению, то это может привести к изменению показаний измерительного прибора, например электронного уравновешенного моста или потенциометра, превышающему предел допускаемой погрешности прибора.
С целью искусственного старения манганиновой проволоки все катушки с вновь намотанной проволокой, а также шунты нагревают и выдерживают при повышенной температуре или подвергают многократным нагревам с последующим охлаждением.
Намотанный во время ремонта проволочный резистор после осуществления процесса старения, т. е. резистор с состаренным манганином, надо брать в руки исключительно за щечки каркаса, но не за обмотку, так как нажим пальцев на проволоку может случайно «снять» старение.
По этой же причине с целью крепления нельзя затягивать состаренную манганиновую проволочную обмотку изоляционной пленкой, т. е. нельзя предпринимать действия, способные привести к нарушению структуры манганина, образовавшейся при искусственном старении.
При намотке резистора применяют однотипный с удаленным (по диаметру и изоляции) провод, в противном случае (при отсутствии однотипного) определяют расчетом диаметр провода и число витков, которое необходимо намотать на каркас.
При расчете ставят два условия :
мощность, рассеиваемая на проволочном резисторе с добавочным сопротивлением , не должна превышать 0,05 -0,10 Вт на каждый квадратный сантиметр охлаждающей поверхности, с тем чтобы нагрев резистора протекающим по нему током был в допустимых пределах;
падение напряжения на добавочном резисторе не должно быть более 100 В, с тем чтобы исключить возможность пробоя изоляции между витками при бифилярной намотке .
Бифилярная намотка проволоки на каркас
Намотку ведут виток к витку двумя сложенными вместе и сматываемыми одновременно с двух катушек проводами. Концы этих проводов припаивают к контактам корпуса и начинают намотку, ориентируясь на показания счетчика оборотов.
Сопротивление наматываемого провода на 1 — 2% должно превышать номинальное значение, с тем чтобы после проведения искусственного старения манганиновой проволоки, когда ее сопротивление уменьшится, было бы удобно подогнать значение сопротивления резистора к номинальному.
По окончании намотки концы обоих проводов очищают от изоляции и паяют припоем ПСр-45 или ПОС-40 с флюсом ЛТИ-120. Место спая покрывают изоляционным лаком 321-В или 321-Т и изолируют лакотканью, после чего в целях повышения механической и электрической прочности, влагостойкости и нагревостойкости манганиновую обмотку резистора пропитывают водоэмульсионным лаком 321-В или 321-Т.
Водоэмульсионный лак 321-В или 321-Т. Состав: 5,0 кг лакоосновы 321-В, 0,05 кг аммиака 25 %-ного, 0,07 кг смачивателя ОП-10, 8,00 л воды дистиллированной.
Способ приготовления: отвешивают лакооснову и подогревают до З0 — 40°С, после чего добавляют смачиватель ОП-10 и тщательно перемешивают; отмеривают воду, подогревают ее до 40 — 50°С и вводят в нее аммиак; третью часть приготовленной таким образом аммиачной воды добавляют в лакооснову со смачивателем, после чего тщательно перемешивают образовавшуюся смесь до получения сметанообразной массы. Вливают полученную смесь в эмульгатор, в качестве которого применяется сосуд с мешалкой, включают мешалку и перемешивают 5. 10 мин, после чего добавляют в смесь еще одну треть аммиачной воды и перемешивают смесь еще 8. 10 мин; вводят в смесь оставшуюся аммиачную воду и охлаждают полученный лак до комнатной температуры, после чего фильтруют через один слой марли или бязи.
Вязкость полученного лака должна составлять 12 — 15 с по вискозиметру-воронке с диаметром сопла 4 мм.
Содержание аммиака должно быть не менее 0,18%. Срок годности лака не более 20 дней. При хранении лак дает осадок. Перед использованием лак перемешивают и фильтруют.
Более стойкий в тропических условиях лак 321-Т имеет такой состав: 5,00 кг лакоосновы 321-Т, 0,20 кг 25%-ного аммиака, 0,06 кг смачивателя ОП-10, 7,00 кг воды дистиллированной.
Применение: помещают катушку с обмоткой в сушильный шкаф и при (120 ± 10) °С прогревают в течение двух часов, после чего вынимают катушку из сушильного шкафа и переносят в шкаф с температурой 60 °С, где выдерживают в течение одного часа; погружают катушку с обмоткой в ванну с пропиточным лаком 321-В или 321-Т и выдерживают в течение 20 — 30 мин до прекращения выделения из обмотки пузырьков воздуха. Удаляют катушку из ванны и в течение 10 — 15 мин дают стечь лаку с обмотки в ванну. Промывают контакты водным раствором смачивателя ОП-10, протирают их марлей, сушат на воздухе 15 мин, покрывают лаком и сушат 60 мин.
С целью старения манганина помещают резистор в сушильный шкаф, где выдерживают при температуре (120 ± 10) °С в течение восьми часов, затем удаляют резистор из шкафа и охлаждают в течение двух часов в комнатных условиях, после чего еще семь раз нагревают и охлаждают резистор.
По окончании этого циклического температурного старения выдерживают резистор при комнатной температуре не менее четырех часов, измеряют его сопротивление и подгоняют его значение к номинальному. После пайки проводов очищают место пайки от флюса с помощью кисточки, смоченной спиртом (не бензином!), покрывают место пайки лаком 321-В или 321-Т и изолируют лакотканью. Обертывают обмотку кембриковым полотном, осторожно проклеивают его клеем БФ-2, на полотно приклеивают ярлык с обозначением сопротивления обмотки, числа витков, диаметра и марки провода.
Для измерительных приборов классов точности 1,5 и 2,5 допускается применять константановую проволоку вместо манганиновой, однако такой замены следует по возможности избегать.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Манганиновая проволока где взять в домашних условиях
Манганин представляет собой сплав, изготавливаемый на основе меди и относящийся к группе высокоомных металлов. Помимо меди, обуславливающей красноватый оттенок сплава, в состав входят также и добавки других металлов, повышающие стойкость температурам и прочность. Изобретенный в конце 1880-х годов, провод из манганина и сейчас широко применяется в промышленном производстве.
Манганиновый провод – что это такое?
Манганиновый сплав примерно на 85% состоит из меди. Порядка 15% приходится на марганец и никель. В некоторых модификациях сплава для удешевления кабельной продукции марганец заменяют на ферромарганец.
Марганца в манганине содержится от 11 до 12,5% – при добавлении большего количества, сплав теряет свои эксплуатационные свойства. Доля никеля составляет примерно 2,5-3,5%.
Таблица свойств манганина
Основные характеристики манганиновый сплав приобретает в процессе термообработки. Кристаллическая решетка металла остается неизменной на протяжении длительного срока, а при высокотемпературной обработке увеличивается параметр электрического сопротивления.
Основные технические характеристики:
- сопротивление – 450 Ом/м;
- плотность – 8000 кг/см. куб.;
- допустимая температура эксплуатации – 200°С;
- температура расплавления – 960°С.
В отличие от иных термостойких материалов (нихрома или константана), манганиновый материал имеет низкую термо-ЭДС (порядка 0,9-1,0 мВ/°С). Но проигрывает им по параметрам максимальной температуры и удельному сопротивлению.
Манганиновый провод – общие характеристики и применение
Сплав манганина имеет следующие физические свойства:
чувствительность к повышенной влажности воздуха;
недостаточная стойкость к коррозии при эксплуатации атмосферных условиях с присутствием аммиачных кислот;
устойчивость к механическим воздействиям и деформациям, не изменяющаяся с течением времени.
Материал изготавливается в форме полосы, листа, пластины, проволоки малого диаметра (0,02-1,0 мм). Для получения металла используется марганец и хлорид железа, сплавляемые с медью в электрической печи либо в магнезиальном тигле. Для получения высококачественного изделия при изготовлении исключается попадание частиц углерода, уменьшающих сопротивление марганца.
Материал широко задействован в электронике и электротехнике. Он используется в производстве мостовых схем, шунтов, высокоточных резисторов. По причине повышенного удельного сопротивления, манганин применяется в производстве элементов и блоков для электроизмерительного оборудования.
Манганиновый материал также применяется для изготовления проволоки, электрической ленты и провода, разнообразной кабельной продукции. Сплав применяется в производстве проводов обмотки, способных выдерживать навивание на стержень размером до 10 D (диаметров проволоки). Обмоточный провод также могут покрывать изолирующим слоем из натурального шелка, а затем – специальным эмалевым составом.
Алюминий, добавленный в состав материала, повышает механические характеристики изделий из него, которые применяются при создании кабелей. Мягкий манганин используется для создания внутреннего наполнения кабеля. Твердым, отличающимся высокой прочностью, могут покрывать провод, создавая прочную наружную изоляцию и каркаса, способные выдерживать высокие нагрузки.
Благодаря выраженным электрическим свойствам, манганиновый материал используется для изготовления высокоточных резисторов – основных элементов высокоточных электрометров. Устройства выпускаются с высоким параметром удельного сопротивления, что исключает образование термоэлектрического тока.
Манганиновый провод – обзор популярных марок
Манганиновый провод изготавливается по ГОСТ 10155-75. В зависимости от изменения сопротивления при температурных колебаниях, провод относится к одной из двух групп:
Изменение сопротивления до 0,002% при температурном параметре сопротивления от 0 до 10х10 6 . Максимальное сопротивление достигается при температуре 15-32°С.
Изменение сопротивления не более 0,005% при температурном коэффициенте 0-15х10 6 . Температурный максимум сопротивления – 15-35°С.
К самым востребованным относятся:
- ПЭМС 0,08 мм;
- ПЭММ 0,35 мм;
- ПЭШОММ 0,06 мм.
Провод обмоточный ПЭМС – это электротехническое изделие круглой формы из стабилизированного манганина, покрытый изоляцией из высокопрочной эмали. Используется преимущественно для сборки резисторов, сечение составляет 0,08 мм. Эластичен, обладает высокой стойкость на разрыв.
ПЭММ диаметром 0,35 мм – мягкий манганиновый проводник электрического тока, отличающийся минимальным сопротивлением при температуре 18-20°С, но обладающий малой стойкостью к коррозии в воздушной среде, содержащей примеси аммиака, и пары кислот. Применяется для изготовления резисторов.
ПЭШОММ – провод в эмалево-волокнистом исполнении, изготовленный из прецизионного манганинового сплава. Используется для производства обмоток электрических приборов, машин, аппаратов. По стойкости к нагреванию относятся к классу А. Минимальная температура эксплуатации – минус 60°С, максимальная – 105°С.