Мангани́н — прецизионный сплав на основе меди (около 85 %) с добавкой марганца (11,5—13,5 %) и никеля (2,5—3,5 %).
| Манганин | |
|---|---|
| Химический состав | |
| Тип сплава | |
| Сплав на основе меди | |
| Механические свойства | |
| пластичен | |
| Физические свойства | |
| Плотность | 8,4⋅103 кг/м³ |
| Прочность | 300—600 МПа |
| Температура плавления | 960 °C |
| Коррозионная стойкость | средняя |
| Удельное электрическое сопротивление | 0,43—0,48⋅10−6 Ом·м. |
| Коэффициент линейного расширения | 14—19⋅10−6 1/К |
| Теплопроводность | 22 Вт/(м·К) |
| Удлинение при разрыве | < 50 % |
| Модуль Юнга | 124—159 МПа |
| Аналоги | |
| Константан | |
| Применение | |
| Изготовление резисторов | |
| Торговые марки | |
| МНМцЗ[1] | |
| Токсичность | |
| нет | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Характеризуется чрезвычайно малым изменением электрического сопротивления (ТКС) в диапазоне комнатных температур.
История
Единого мнения у историков науки о первооткрывателе сплава не существует.
В англоязычной литературе сообщается[2], что манганин впервые был получен американским изобретателем Эдвардом Вестоном, обнаружившим отрицательный ТКС изобретённого в Германии сплава под названием константан. И на основе этого изучения изобрёл манганин. На химический состав и как на материал для резисторов точных электроизмерительных приборов, сопротивление резисторов которых почти не зависит от температуры, изобретатель получил патент в 1888 году[3]. В патенте описан сплав, содержащий 70 % меди и 30 % марганца (который для снижения стоимости предлагается заменить ферромарганцем). Изобретатель назвал его «Сплав № 3», но германские производители, у которых он разместил заказ на производство проволоки из нового материала, дали ему собственное наименование «Манганин»[4], под которым он получил широкую известность.
В немецкоязычной и российской литературе господствует[5][6] утверждение о приоритете в изобретении сплава германских учёных и производителей. По этой версии манганин был получен в 1889[7][6] или в 1892[8] году сотрудниками Имперского физико-технического института[нем.] Карлом Фойзнером[нем.] и Стефаном Линдеком[нем.], проводивших исследования в сотрудничестве с компанией Isabellenhütte Heusler. Права на торговую марку MANGANIN® были переданы Isabellenhütte Heusler. В некоторых источниках[9] указывается, что Фойзнер и Линдек опирались в своей работе на результаты Вестона, но во многих источниках подобные упоминания отсутствуют.
Применение
Широко применяется в измерительной технике для изготовления добавочных резисторов и шунтов (в составе электроизмерительных приборов или в виде самостоятельных изделий). Из манганина изготавливают меры электрического сопротивления — например, магазины сопротивлений.
Существенное преимущество манганина в этих применениях перед константаном — манганин обладает очень малой термоЭДС в паре с медью (не более 1 мкВ/К), поэтому в приборах высокого класса точности, или приборах, предназначенных для измерения очень малых напряжений, применяют только манганин. В то же время манганин, в отличие от константана, неустойчив против коррозии в атмосфере, содержащей пары кислот, аммиака, а также чувствителен к изменению влажности воздуха.
Практически нулевое значение ТКС манганин сохраняет до температур 70—80 °C. Для снижения ТКС и снижения изменения удельного электрического сопротивления во времени манганиновую проволоку подвергают отжигу при температурах 550—600 °C в вакууме с последующим медленным охлаждением. Такая проволока может сохранять свои электрические свойства при температурах до 200 °C[10]. Изготовленные резисторы иногда дополнительно отжигаются при температуре 200 °C[11].
Разновидности
Существует несколько разновидностей манганина, например, следующие[12]:
| Массовое содержание компонентов, % | Макс. рабочая температура, °C | Удельное сопротивление, 10-8 Ом·м | ТКС, 10-5 К-1 |
| 86 Cu, 12 Mn, 2 Ni | 300 | 43 | 1 ÷ 2 |
| 85 Cu, 2 Mn | 300 | 51 | 0,8 |
| 84 Cu, 13 Mn, 2 Al | 400 | 50 | -0,2 ÷ -2 |
| 85 Cu, 9,5 Mn, 5,5 Al | 400 | 45 | 1 ÷ 3 |
Также существуют так называемые «серебряные манганины», — сплавы с улучшенными электрическими свойствами на основе серебра вместо меди, с добавлением марганца (до 17 %), олова (до 7 %) и других химических элементов[13].
См. также
Примечания
Литература и документация
Ссылки
Wikiwand in your browser!
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
