熱雙金屬是由兩種或兩種以上不同膨脹系數(shù)的金屬或合金沿整個接觸面牢固復(fù)合在一起組成的,具有隨溫度變化而發(fā)生形狀變化的層頭金屬復(fù)合功能材料。
1. 熱雙金屬的主動層合金(The Active Layer of Bimetal Alloy)熱雙金屬的主動層合金要求膨脹較大,熔點高,組織穩(wěn)定,彈性模量與被動層合金相差不大??勺鳛橹鲃訉硬牧系暮辖鸷芏?,有鎳鉻鐵、錳銅鎳、銅錫鋅、銅鋅合金、合金鋼等。常用的主動層合金一般包括Mn72Cu18Ni10、Ni22Cr3、Ni20Mn6、Ni18Cr11、Ni19Cr2和Ni25Cr8等高膨脹合金。
2. 熱雙金屬的被動層合金(The Passive Layer of Bimetal Alloy)熱雙金屬的被動層合金一般都是膨脹系數(shù)較小的鎳鐵合金。在1896年科學(xué)家Guillaume發(fā)明了因瓦合金,在室溫下,其膨脹系數(shù)低,僅約1.2×10-6/℃,為熱雙金屬的開發(fā)打下了基礎(chǔ)。常用的被動層合金一般包括Ni36Fe、Ni39Fe、Ni40Fe、Ni42Fe、Ni45Fe和Ni50Fe等低膨脹合金或定膨脹合金。
3. 熱雙金屬的中間層合金(The Middle Layer of Bimetal Alloy)作為調(diào)節(jié)熱雙金屬材料電阻率的“分流層”位于主被動層之間,這些材料一般包括純鎳、純銅(紫銅、無氧銅)和鋯銅等,主要控制熱雙金屬的電阻率。
熱雙金屬帶材的分類、特性和應(yīng)用:
類 型
特性和應(yīng)用
1.高敏感性
如5J1413有很高的熱敏感性能和電阻率,可提高儀器靈敏度,縮小尺寸或增大作用力。但彈性模量和允許應(yīng)力較低,耐腐蝕性能較差。常用作陀螺儀和其他電真空器件中的無磁非匹配瓷封材料
2.通用型
如5J1413、5J1413等有較高的熱敏感性和較高電阻率,低溫穩(wěn)定性良好,焊接較容易,應(yīng)用較廣。主要用于中溫測量及自動控制設(shè)備中熱敏感元件
3.低溫型
如5J1413在一70%以下具有較高熱敏感性和較高電阻率,適于低溫測量及自動控制中熱敏感元件
4.高溫型
如5J1413、5J1413具有低熱敏感性,線性溫度范圍寬,在高溫下具有良好的抗氧化性。5J1413適于300°C以上環(huán)境溫度中,5J1413線性溫度范圍更寬, 工作溫度可達(dá)650°C??煞謩e用于較高溫和高溫測量及自動控制設(shè)備中的熱敏感元件
5.耐腐蝕型
如5J1413、5J1413具有中熱敏感性、高電阻和良好的耐蝕性,適合于惡劣環(huán)境或特定的腐蝕介質(zhì)中使用
6.電阻型
它是由一層用高導(dǎo)電金屬或合金制成的中間層與熱雙金屬組元牢固地結(jié)合在~起的制品。改變中間層的厚度比,就可以調(diào)整其要求的電阻率。電阻型熱雙金屬可用做熱繼電器、斷路器、電動機過載飽和器等電氣保護(hù)裝置的熱敏元件。在同~外型尺寸的保護(hù)裝置中,只要更換不同電阻率的敏感元件,便能作多種不同容量的過載保護(hù),因此有利于電氣保護(hù)裝置的小型化和標(biāo)準(zhǔn)化。5J1306、5J1411……5J1455等都是電阻型熱雙金屬帶
7.特殊型
根據(jù)某些特殊要求制備的,具有相應(yīng)特殊性能的制品。如5JL017等
使用說明:
1. 設(shè)計一個熱雙金屬元件,需考慮以下因素:
a. 元件承受的電流等級;
b. 工作溫度;
c. 元件將經(jīng)受的 溫度;
d. 位移或力的要求,或兩者的結(jié)合;
e. 空間限制;
f. 工作條件等,
2. 熱雙金屬牌號和規(guī)格的確定
a. 據(jù)使用溫度確定熱雙金屬的溫度類型:低溫型 中溫型 高溫型
b. 根據(jù)動作空間、動作位移、電流等級、脫扣力等因素通過計算確定熱雙金屬的牌號、規(guī)格和形狀。高靈敏型 中靈敏型 低靈敏型
c. 根據(jù)計算的結(jié)果進(jìn)行裝機驗證確認(rèn)。
1) 根據(jù)使用溫度選擇熱雙金屬類型使用溫度是熱雙金屬動作的溫度范圍。使用溫度和使用溫度上限 在熱雙金屬的線性溫度范圍內(nèi),以保證熱雙金屬元件動作的線性。當(dāng)使用溫度超過了熱雙金屬的可用(有效)溫度范圍時,熱雙金屬元件將產(chǎn)生殘余變形,導(dǎo)致工作特性發(fā)生變化。
2) 根據(jù)動作空間、動作位移、電流等級、脫扣力等因素通過計算
確定熱雙金屬的牌號、規(guī)格和形狀。
高靈敏型 低電阻(大安培) 直條形
中靈敏型 中電阻(中安培) 螺旋形
低靈敏型 高電阻(小安培) 異形
產(chǎn)品規(guī)格:
1. 按使用溫度特性分:(Classified by Temperature)
1)高溫型 High Temperature
如FPA223-70、FPA206-70、FPA258-70、FPA206-9等
2)中溫型 Medium Temperature 如FPA223-80、FPA206-78等
3)低溫型 Low Temperature 如FPA721-110、FPA721-140等
2. 按熱敏感特性分:(Classified by Heat Reactive)
1)高敏感型(溫曲率在30×10-6/℃以上)
如:FPA721系列
2)中敏感型(溫曲率在15~30×10-6/℃范圍)
如:FPA206系列、FPA223系列等
3)低敏感型(溫曲率在15×10-6/℃以下)
如:FPA982-2、FPA258-60等
3. 按電阻特性分:(Classified by Resistance:)
電阻型 Resistance
1)低電阻系列,?如FPA7 2 1 - 5 、FPA9 8 2 - 2 、FPA2 0 6 - 3 、FPA982-4等
2)中電阻系列,?如FPA223-25、FPA223-35、FPA721-20、FPA721-40等
3)高電阻系列,?如FPA721-140、FPA721-110、FPA23-93、FPA223-110等
厚度范圍 Thickness:0.05- 3.0mm
寬度范圍 Width:1 - 150mm
帶卷內(nèi)徑 Inradium:300mm, 350mm, 400mm
FPA執(zhí)行美國ASTM B388-06《熱雙金屬帶材》
騰偉熱雙金屬材料,品質(zhì)未來
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