Резистивные микропровода
Резистивными называют микропровода из сплавов, применяемых для изготовления прецизионных резисторов. Основными требованиями к резистивным микропроводам являются:
близкий к нулю температурный коэффициент сопротивления (ТКС), в диапазоне рабочих температур;
высокая временная стабильность сопротивления;
низкая термо-ЭДС в паре с медью;
высокая стабильность сопротивления после воздействия как высоких, так и низких климатических температур;
стойкость в различных производственных средах: к влажности, парам кислот и щелочей, другим агрессивным факторам.
Примеры резистивных сплавов, используемых в литых микропроводах, приведены в таблице.
|
Название сплава |
Химический состав |
Уд.Сопротивление Ом*мм2/м |
Диапазон погонных сопротивлений Ком/м |
ТКС Град-1 |
Диапазон рабочих температур град. С |
|
Манганин |
Cu-Ni-Mn-Si |
0,45 - 0,5 |
1,5 - 50 |
±10*10-6 |
- 20 ÷ +90 |
|
ДН-1 |
Cu-Ni-Mn-Si |
0,5 - 0,6 |
1,5 - 50 |
±5*10-6 |
- 60 ÷ +120 |
|
Сплав Ц |
Ni-Mn-Cr-Si |
1,4 – 1,5 |
5 - 250 |
±1*10-6 |
- 60 ÷ +280 |
|
70 НХС |
Ni-Cr-Si |
1,6 – 1,7 |
50 - 800 |
±1*10-6 |
- 60 ÷ +280 |
Магнитные микропровода
К новому прорыву в применении микропроводов привели результаты исследований магнитных свойств микропроводов с аморфной и микрокристаллической структурой жилы.
Из разработанных сплавов можно получать микропровода с положительной, отрицательной и нулевой магнитострикцией.
Осевые, радиальные и тангенциальные напряжения, а также знак и величина магнитострикции формируют большое разнообразие магнитных структур и магнитных свойств.
При положительной магнитострикции (сплавы на основе железа) направление магнитостатической и магнитоупругой анизотропий, и направление легкого намагничивания, совпадают с осью микропровода. Микропровод обладает свойством бистабильности. Перемагничивание происходит одним большим скачком Баркгаузена.
Импульс перемагничивания и петля гистерезиса бистабильного микропровода
При отрицательной магнитострикции в проводах из сплавов на основе кобальта, магнитоупругая анизотропия создаёт ось лёгкого намагничивания, направленную перпендикулярно оси микропровода. В продольном магнитном поле такие микропровода перемагничиваются поворотом (вращением) вектора намагниченности. Петля гистерезиса имеет наклонную форму с очень малой коэрцитивной силой (безгистерезисное перемагничивание).
Безгистерезисная петля перемагничивания для микропроводов с отрицательной магнитострикцией
В микропроводах с близкой к нулю (малой отрицательной) магнитострикцией формируются сложные магнитные структуры – «циркулярная» или «геликоидальная» с поверхностными замыкающими доменами.
На таких микропроводах достигаются рекордные значения магнитной проницаемости (до 1000000) и магнитного импеданса на высоких частотах (до 800%).
Импульс перемагничивания и петля гистерезиса микропровода с маленькой отрицательной магнитострикцией
Стресс чувствительные микропровода
(микропровода, чувствительные к механическим напряжениям)
В результате термомеханической обработки микропроводов изменяется характер намагниченности – прямоугольная петля гистерезиса, характерная для бистабильного микропровода, становится наклонной.
Петля гистерезиса микропровода, с положительной магнитострикцией, прошедшего ТМО (стресс 500 МПа, (1) 300 ºС, 3 часа; (2) 280 ºС, 40 мин.; (3) 265 ºС, 40 мин.; (4) 235 ºС, 40 мин.; (5) 215 ºС, 40 мин.;
Приложение к таким микропроводам растягивающих напряжений приводит к обратному фазовому переходу - преобразованию наклонной петли в прямоугольную, как в исходном микропроводе.
Магнитная проницаемость, коэрцитивная сила и амплитуда импульса под действием растягивающих напряжений изменяются в 50 – 100 раз.
На основе таких микропроводов могут быть изготовлены сверхчувствительные датчики напряжений, перемещений, стресс-чувствительные композиционные материалы.