Ця група провідникових матеріалів є сплавами металів, що володіють великим питомим опором і малим значенням температурного коефіцієнта питомого опору. Це дозволяє створювати з цих сплавів термостабільні резистори і інші вироби, електричний опір яких практично не залежить від температури.
Перерахованими властивостями володіють сплави, що є твердими розчинами металів з невпорядкованою структурою. Основні представники цієї групи провідникових матеріалів — сплави міді з нікелем, відомі під назвою манганін і константан.
Манганін — сплав 84 — 86 % міді, 2 — 3% нікелю і 12—13% марганцю. Колір манганіна світло-поморанчовий, густина 8400 кг/м, температура плавлення 960 °С.
Основні характеристики м'яких виробів з манганіна:
σр = (45 ÷ 55) ·10 н/м; ρ = 0,42 ÷ 0,47 мк Ом · м;
твердих виробів σр = (55 ÷ 58) ·10 н/м; р = 0,47 ÷ 0,5 мк Ом·м;
ТК р = (2 ÷ 6)·10 1/°С.
Для збільшення питомого електричного опору до 1,5 — 2 мк Ом·м до складу манганіна вводять підвищені кількості марганцю (60—67%) і нікелю (16—30%) за рахунок зменшення змісту міді.
Гідністю манганінових виробів є те, що їх електричний опір дуже мало залежить від температури. Інша їх гідність — вельми мала термо-ерс у контакті з міддю (0,9—1 мкВ/°С).
Для стабілізації електричних характеристик манганінових виробів їх піддають тепловій обробці у вакуумі при 400 °С і подальшій тривалій витримці при кімнатній температурі. В результаті такої обробки підвищується однорідність сплаву і стабілізуються його властивості. Найбільша допустима температура для виробів із стабілізованих сортів манганіна 200 °С, з нестабілізованих 60 °С. При перевищенні цих температур у манганінових виробах відбуваються незворотні зміни властивостей.
З манганіна виготовляють м'які і твердотягнуті дроти діаметром 0,02-6 мм і стрічка завтовшки до 0,08 мм і шириною до 270 мм. Крім того, випускають манганінові обмотувальні дроти з емалевою ізоляцією, з ізоляцією з натурального шовку, а також ізольовані емаллю і одним шаром натурального шовку. Манганінові вироби застосовують у виробництві резисторів і потенціометрів високого класу.
Константаніт - сплав 58-60% міді, 32-40% нікелю і 1-2% марганцю. Колір константаніта - сріблясто-жовтий, густина 8900 кг/м;
температура плавлення 1260°С. Основні характеристики константанових виробів (дроту):
м'якої (обпаленої): σр = (40 ÷ 50)·10 н/м; ρ = 0,45 ÷ 0,48 мк Ом·м;
твердотягнутої σр = (65 ÷ 72)·10 н/м; ρ = 0,46 ÷ 0,52 мк Ом·м.
Температурний коефіцієнт питомого опору у виробів з константаніта: (0 ÷ 6)·10 1/°с, тобто у багатьох складів константана електричний опір не змінюється із зміною його температури. З константаніт виготовляють м'які і тверді вироби: провід діаметром від 0,03 до 5 мм і стрічку завтовшки до 0,1 мм. Ізольований константановий дріт в парі з мідною застосовується для виготовлення термопар. Константанові вироби (дріт, стрічки) можуть використовуватися при температурах не вище 500 °С.
Питання для перевірки знань
Назвіть основну властивість провідникових матеріалів з великим питомим опором.
Назвіть основні провідникові матеріали з великим питомим опором.
Назвіть галузь застосування провідникових матеріалів з великим питомим опором.