Резистивные микропровода

Резистивными называют микропровода из сплавов, которые применяют 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 температурная электродвижущая сила в паре с медью;

- высокая стабильность сопротивления после воздействия климатических температур как высоких, так и низких;

- стойкость в различных производственных средах – к влажности, парам кислот и щелочей, другим агрессивным средам.

Примеры резистивных сплавов, используемых в литых микропроводах, приведены в таблице.

Название сплава

Химический состав

Уд.Сопротивление Ом*мм2

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 импульсу 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, 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 маленькой коэрцитивной силой (безгистерезисное перемагничивание).

Безгистерезисная петля перемагничивания для микропроводов с отрицательной магнитострикцией

 

В микропроводах с близкой к нулю (маленькой 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.;

 

При приложении 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 изменяется в 50 – 100 раз.

На основе таких микропроводов могут быть изготовлены сверхчувствительные сенсоры напряжений, перемещений, стресс чувствительные композиционные материалы.