錳銅是一種精密電阻合金，通常以線材供應(yīng)，也有少量的板、帶材，在各類(lèi)儀器儀表中有著廣泛的用途同時(shí)，該材料又是一種超高壓力敏感材料，測(cè)壓上限可高達(dá)500Pa。錳銅具有良好的壓阻效應(yīng)廣泛應(yīng)用于爆轟、高速撞擊、動(dòng)態(tài)斷裂、新材料合成等高溫高壓環(huán)境的壓力測(cè)量。錳銅的電阻變化與外界壓力近似為線性函數(shù)關(guān)系(即壓阻系數(shù)K近為常數(shù))，且電阻溫度系數(shù)小，通過(guò)由錳銅作為敏感元件制成的傳感器，就可實(shí)現(xiàn)將動(dòng)態(tài)高壓下的壓力測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)錳銅電阻變化的測(cè)量。
基本信息
利用錳銅合金的壓阻效應(yīng)測(cè)量壓力已有90 多年的歷史了。60 年代, Fuller 和Price、Bernstein 和Keough等人率先將錳銅傳感器應(yīng)用于動(dòng)態(tài)高壓(沖擊波)的測(cè)試中。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的研究表明, 盡管錳銅合金的壓阻系數(shù)不是很高, 但由于它具有靈敏度高、響應(yīng)快、線性較好、電阻溫度系數(shù)小等特點(diǎn), 非常適合于制作超高壓力傳感器。其有效量程為1 ～ 50GPa , 是目前測(cè)壓上限最高的直接式壓力傳感器, 廣泛應(yīng)用于研究材料中彈塑性波的傳播特性、動(dòng)態(tài)斷裂、層裂、相變、炸藥爆轟等方面。然而, 國(guó)防、軍事等特殊部門(mén)迫切需要對(duì)更高的壓力進(jìn)行直接測(cè)量, 并要求傳感器具有極快的響應(yīng)。對(duì)錳銅傳感器在這兩方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了簡(jiǎn)單的總結(jié) 。
錳銅的性質(zhì)
Cu-Mn合金是應(yīng)用較廣的阻尼材料，屬熱彈性馬氏體相變范疇。這類(lèi)合金在300-600℃進(jìn)行時(shí)效熱處理時(shí)，合金組織向正馬氏體孿晶組織轉(zhuǎn)變，而正馬氏體孿晶組織極不穩(wěn)定，當(dāng)受到交振動(dòng)應(yīng)力時(shí)將發(fā)生重新排列運(yùn)動(dòng)，從而吸收大量的能量，表現(xiàn)出阻尼效果 。
錳銅具有良好的壓阻效應(yīng)廣泛應(yīng)用于爆轟、高速撞擊、動(dòng)態(tài)斷裂、新材料合成等高溫高壓環(huán)境的壓力測(cè)量。錳銅的電阻變化與外界壓力近似為線性函數(shù)關(guān)系(即壓阻系數(shù)K近為常數(shù))，且電阻溫度系數(shù)小，通過(guò)由錳銅作為敏感元件制成的傳感器，就可實(shí)現(xiàn)將動(dòng)態(tài)高壓下的壓力測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)錳銅電阻變化的測(cè)量。
分類(lèi)
BMn3-12（又稱(chēng)錳銅）按用途可分為精密型和分流器型兩種，使用溫度范圍分別為0-45℃和0-100℃。
BMn40-1.5（又稱(chēng)康銅）是比BMn3-12（又稱(chēng)錳銅）更早使用的一種精密電阻合金，它的優(yōu)點(diǎn)是：具有低的電阻溫度系數(shù)，而且電阻—溫度曲線的直線性關(guān)系比BMn3-12好，可在較寬的溫度范圍內(nèi)使用；它的耐熱性比BMn3-12好、可以用至400℃，而3—12錳白銅的最高使用溫度為300℃；耐蝕性也比BMn3-12好．還具有良好的加工性和針焊性。它的缺點(diǎn)足對(duì)銅的熱電勢(shì)太高，不宜于做直流標(biāo)淮電阻和測(cè)量?jī)x器中的分流器，而適用于做交流用的精密電阻、滑動(dòng)電阻、啟動(dòng)、調(diào)節(jié)變壓器及電阻應(yīng)變計(jì)等。另外，BMn40-1.5還可以用作熱電偶和熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線。
特點(diǎn)
Cu-Mn系高阻尼合金的特點(diǎn)是:Mn含量越高(>50%)，應(yīng)變量越大;高溫時(shí)效時(shí)間越長(zhǎng)，阻尼性能越高。但這些傾向各有一極限，當(dāng)超越這一極限時(shí)，反而出現(xiàn)阻尼性能下降的趨勢(shì) 。另外，這類(lèi)阻尼合金對(duì)工作溫度非常敏感，當(dāng)溫度為Neel點(diǎn)溫度時(shí)，每2個(gè)相鄰Mn原子構(gòu)成的原子磁偶將呈反磁性有序排列，形成反磁性磁疇。在受到外界運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁疇產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，形成內(nèi)耗，這是Mn-Cu系合金特有的一種阻尼機(jī)制。當(dāng)溫度超過(guò)Neel點(diǎn)時(shí)，這種磁疇有序排列受到破壞，阻尼性能下降。
