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구리와 니켈로 만든 콘스탄탄 저항선
콘스탄탄은 구리-니켈 합금으로, 보통 구리 55 %와 니켈 45 %로 이루어져 있으며, 온도가 올라가도 전기 저항이 거의 변하지 않는다. 그래서 스트레인 게이지, 열전대, 저항 코일을 이 합금으로 감는다. 구리와 니켈은 어떤 비율로도 서로 녹아 섞이므로, 두 금속을 융합한 뒤 작은 막대로 주조하고 이를 뽑아서 선으로 만든다.
용융 방법은 Brannt가 *The Metallic Alloys*(1889)에서 소개한 C. Morfit의 구리-니켈 합금을 따른다. 니켈과 같은 무게의 구리를 흑연 도가니에서 붕사와 함께 융합하고, 나머지 구리는 저어서 섞는다. Hiorns(1912)는 니켈이 가능한 한 순수해야 하며, 이는 Mond 공정으로 얻을 수 있다고 덧붙였다.
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충전재 무게 재기
충전재 무게 재기
55/45 콘스탄탄 1 kg을 만들려면 니켈 450 g과 구리 550 g을 무게 재고, 구리 100 g은 두 번째 투입을 위해 따로 둡니다. 니켈은 가능한 한 순수한 것을 사용하세요. Hiorns는 니켈 속의 규소, 탄소, 철, 황이 합금의 성능을 크게 떨어뜨린다고 경고합니다.
이 단계의 재료:
구리 잉곳550 g
카르보닐법 니켈450 g필요한 도구:
접시 저울2
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니켈과 같은 무게의 구리를 녹여 합금하기
니켈과 같은 무게의 구리를 녹여 합금하기
니켈과 같은 무게의 구리(각 450 g)를 붕사와 함께 흑연 도가니에 넣고 용광로에서 녹여 합금합니다. 이것이 Morfit의 첫 단계입니다. 니켈은 구리보다 훨씬 높은 온도에서 녹기 때문에, 구리와 섞어 녹이면 녹는 온도가 더 빨리 낮아집니다. 콘스탄탄 자체는 약 1,220–1,300 °C에서 녹습니다.
이 단계의 재료:
붕사 분말1 as required필요한 도구:
흑연 점토 도가니
숯 도가니로
도가니 집게
내열 장갑
가죽 앞치마3
3
나머지 구리를 저어 넣으세요
나머지 구리를 저어 넣으세요
녹은 혼합물에 남은 구리 100g을 넣고, 철봉으로 계속 저어 구리가 완전히 섞여 금속이 균일한 액체가 될 때까지 가열하세요.
필요한 도구:
철제 교반봉
숯 도가니로
도가니 집게
내열 장갑4
4
작은 막대 주조하기
작은 막대 주조하기
합금을 Morfit이 했던 것처럼 데워진 잉곳 주형에 작은 막대 형태로 부어라. 한 번에 부어라. 합금은 빠르게 식는다.
필요한 도구:
잉곳 주형
도가니 집게
내열 장갑
가죽 앞치마5
5
막대 풀림 처리하기
막대 풀림 처리하기
주조된 막대는 가공하기 전에 풀림 처리하십시오. 주조 구리-니켈은 결정질이며, Hiorns는 해결책으로 중간 온도에서 신중한 풀림 처리를 권장합니다.
필요한 도구:
풀림로
도가니 집게
내열 장갑6
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구리선처럼 뽑아내기
구리선처럼 뽑아내기
막대를 단면이 둥근 봉으로 단련한 다음, 끝을 줄로 가늘게 테이퍼 가공하여 구리선을 뽑듯이 드로우플레이트 구멍을 하나씩 거쳐 뽑아냅니다. 치수를 너무 빨리 줄이지 마십시오. Hiorns는 풀림(어닐링) 없이 뽑은 금속은 각 패스 사이에 5~10분 쉬지 않으면 깨진다고 경고합니다. 구리선을 풀림 처리하는 것과 같은 방식으로 풀림 처리하십시오. Simmons의 스트레인 게이지는 No. 40 게이지, 약 0.08 mm를 사용했습니다.
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저항 측정하기
저항 측정하기
직경을 여러 위치에서 측정하고, 길이를 잰 도선을 잘라 휘트스톤 브리지로 저항을 구합니다. 그 결과를 다음 단계의 미터당 옴 값과 비교하십시오. 예상보다 훨씬 높게 측정되는 도선은 가늘어진 부분이 있거나 균열이 있는 것입니다.
필요한 도구:
마이크로미터
휘트스톤 브리지8
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충전량 및 저항 수치
충전량 및 저항 수치
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문제 해결
문제 해결
콘스탄탄 와이어 문제 해결.
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역사와 정직한 한계
역사와 정직한 한계
1887년 에드워드 웨스턴은 가열될수록 저항이 줄어드는 합금을 발견했으며, 그는 이것이 자신이 알고 있는 다른 어떤 금속 도체에도 없는 특성이라고 적었다. 위키백과에 따르면 그의 "Alloy No. 2"는 독일에서 생산되었고 Konstantan으로 이름이 바뀌었다. 1912년까지 Hiorns는 저항체에 사용되는 구리-니켈 합금으로 Constantan, Eureka, Heckenham metal을 나열했다.
Morfit의 합금은 니켈 33, 구리 67의 비율이었다. 우리는 그의 2단계 방법을 유지하면서 이를 일반적인 constantan 및 Simmons의 와이어에 해당하는 55/45로 조정했다. 이 조정은 우리의 것이다. 55/45 수치와 비저항은 위키백과의 Constantan 문서에서 가져왔다. No. 40 게이지와 같은 아주 가는 와이어에는 그만큼 가는 드로플레이트 구멍이 필요하다.
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