167878. lajstromszámú szabadalom • Nikkel bázisú ötvözet preciziós ellenállásokhoz
167878 vítja. A tapasztalat szerint a legkedvezőbb hatást az alábbi elemek legfeljebb a feltüntetett mennyiségben történő beötvözése biztosítja: osmium legfeljebb 1 súly% vas legfeljebb 7 súly% kobalt legfeljebb 5 súly%. Vas és/vagy kobalt hozzáadása a rézre vonatkoztatott termoelektromotoros erőt negatív értékek felé tolja el. A vas és kobalt együttes mennyisége az ötvözetben nem haladhatja meg a 7 súly%-ot. A fenti ötvözök a már említett hatásokon (az ötvözet fajlagos ellenállásának növelése, az ellenállás hőmérséklettényezőjének és a rézre vonatkoztatott termoelektromotoros erő megváltoztatása) kívül az ötvözet egyéb tulajdonságait is befolyásolják. A vas és a kobalt például javítják az ötvözet alakíthatóságát. A kobalt javítja az anyag gyárthatóságát is, minthogy csökkenti az anyag nak húzás közben a húzókőhöz történő tapadását. Fémes kötéssel kapcsolódó elemek (például wolfram, rénium, molibdén, osmium), valamint kovalens kötéssel kapcsolódó elemek (például germánium vagy szilícium) növelik az ötvözet szilárdságát és azt eredményezik, hogy a hasznos tulajdonságok (például a nagy fajlagos ellenállás) rendkívül vékony (10 jxm átmérőnél kisebb) huzalok esetén is megmaradnak. Alumínium jelenléte az ötvözetben viszont zárványok keletkezését okozhatja, ami a finom húzást gátolja. A fenti megfontolások alapján tehát különböző ötvözetek állíthatók elő az ötvözetcsoporton belül, a követelményektől függően. Az ellenállás hőmérséklettényezője ezen kívül bizonyos fokig hőkezeléssel is befolyásolható. A találmány szerinti ötvözet legfontosabb kiviteli alakja tehát lényegében a NijM^nM! ,3 szöchiometriai képlettel fejezhető ki, ahol Me lehet króm, vanadium, rénium, wolfram, nióbium, titán, mangán, tantál, vas, kobalt és osmium. A vanádiumtartalom legalább 8 atom% kell legyen. M a fenti képletben jelenthet galliumot, germániumot, szilíciumot vagy alumíniumot, ahol is a galliumtartalom 5 atom%-nál lehetőleg nem szabad kevesebb legyen. Az ötvözet összetételénél az az alapfeltétel, hogy az egyes ötvözök mennyisége ne haladja meg azt a határt, ahol a szilárd oldat szétesik. Az ötvözet mechanikai tulajdonságainak javítása érdekében rendkívül fontos, hogy az anyagban sem üregek (lunker), sem zárványok (különösen kemény oxidok, nitridek és hasonlók) ne forduljanak elő, minthogy ezek az anyag homogenitását rontják. Ezért kell a fémolvadékból a nitrogént, oxigént és az egyéb gázokat lehetőleg teljes mértékben eltávolítani. Ezt a feladatot bizonyos mértékben elláthatja néhány adalékanyag is, különösen a germánium és szilícium. Ha azonban az ötvözetben vanádiumhoz hasonló rendkívül aktív elem van jelen, ez a fenti elemekkel rendszerint nem végezhető el. Ilyen esetekben az ötvözethez ismert dezoxidáló, denitridáló, illetve gáztalanító elemeket kell hozzáadni. Ilyen elemek például a bór, karbon, ittrium, scandium, kalcium, lantán és a lantanidák (ritka földfémek). A felsorolt elemek összes mennyisége azonban nem haladhatja meg a 0,2 súly%-ot, illetve elemenként az alábbi határokat: bór 0,01 súly% karbon 0,01 súly% kalcium 0,03 súly%. scandium 0,03 súly%. A fenti adalékanyagok nagy része kiég az olvasztás és hőkezelés során, és az ötvözetben csupán nyomelemként található. Mindazonáltal ezen elemek előfordulása az ötvözetben a megjelölt határokon belül az ötvözet 5 tulajdonságait nem befolyásolja. Az ötvözet előállításakor a következő kiindulási anyagokat használjuk fel: nikkel, króm, vanadium, kobalt és mangán (elektrolizált formában), legfeljebb 0,01 súly% szennyezőt tartalmazó alumínium és gallo Hum, zónásan tisztított germánium és szilícium, fémrénium, vaskarbonil elbontásával és vákuumszíntereléssel előállított vas, molibdén, wolfram, nióbium, titán és esetleg egyéb nagy tisztaságú fémek. Az ötvözet olvasztását célszerűen vákuumkemencé-15 ben, alumíniumoxid tégelyben végezzük, és az öntés rézkokillákba történik. Az így előállított tuskókat bizonyos esetekben célszerű még további gáztalanítás és zárványmentesítés céljából vákuum-ívkemencében vagy elektronsugaras olvasztóberendezésben átolvasztani. 20 A tuskókat ezután melegen alakítjuk mitegy 1150 C° hőmérsékleten, kovácsolással. A tuskók megmunkálása történhet adott esetben hidegalakítással is alakító hengerek között. Ezután következik a huzalhúzás wolframkarbid vagy gyémánt húzókövön keresztül. A végső 25 átmérő általában 10 (i,m, vagy annál kisebb. Az ötvözetből hasonló módon előállítható 5 [ím vastagságú, vagy akár annál vékonyabb szalag is. A hidegalakítási folyamat (kovácsolás, húzás, hengerlés) természetesen több lépésben történik, és a rudat, illetve huzalt az 30 egyes fokozatok között 1100—1200 C°-ra hevítjük, majd vízben hűtjük. Az ismertetett módon előállított huzalokból és szalagokból készített precíziós ellenállások —60 C° és + 400 C° közötti hőmérséklettartományban üzemel-35 tethetők és ezen hőmérséklethatárok között (850—1100 C° hőmérsékleten végzett izzítás után) az alábbi elektromos tulajdonságokkal rendelkeznek: — a fajlagos ellenállás értéke 1,7—2,2 mikroohtnméter; 40 dR) 45 az ellenállás hőmérséklettényezője (a : dt nem haladja meg a 2 X 10~5 K _1 értéket; — a rézre vonatkoztatott termoelektromotoros erő nem haladja meg a 6 mikrovolt/K értéket és vastartalmú ötvözetek (lásd 1. táblázat 9, 15, 16, 18, 19, 28 tételek) esetén értéke 2,5—3,5 mikrovolt/K. Ha a huzalt, illetve a szalagot mesterséges öregítésnek vetjük alá, az ismertetett elektromos tulajdohságok 50 az idő függvényében gyakorlatilag állandóak maradnak. A találmány szerinti ötvözet villamos tulajdonságainak időállósága semmivel sem rosszabb, mint a legjobb ismert króm—nikkel ellenállásötvözetek hasonló tulajdonsága. 55 A találmány szerinti ötvözet jól hegeszthető. Mechanikai tulajdonságaira jellemző a 100—200 kp/mm2 vagy annál magasabb értékű szakítószilárdság és 3—6%os nyúlás. A találmány további részleteit kiviteli példák segít-60 ségével, táblázatosan ismertetjük. Az 1. táblázatban huszonkilenc ötvözet összetételét és fajlagos ellenállását mutatjuk be. A táblázatban az összetétel súly%-ban van megadva, azonban a nikkel, króm, gallium és vanadium, valamint a fontosabb ötvözőcsoportok mennyi-65 ségét atom%-ban is feltüntettük. 3
