Константановой проволоки

При современном уровне знаний константы скоростей многих реакций, которые используются и могут быть использованы в будущем технологией ИМС, -остаются

в общем 'случае неизвестными. Это можно объяснить тем, что не всегда известен механизм реакций, который часто бывает очень сложным. Между тем параметры маосопередачи можно определить непосредственно или по аналогии с теплопередачей. По этим данным можно найти области, в которых процесс будет лимитироваться только .кинетикой химической реакции (кинетическую область) . Проводя небольшое число опытов в этой области, легко определить константы скоростей реакции. При наличии всех этих данных (термодинамических, кинетических и маосообменных) не составляет большого труда построить адекватную математическую модель процесса осаждения.

Константы скоростей химических реакций -и равновесия определяются из уравнений (2.4) — (2.7). Удельные изобарные теплоемкости компонентов смеси в [1.3] обобщены полиномом

Здесь М — любая молекула (N2O4, NO2 и т. д.) или атом инертного газа, активирующие молекулу N2O4 в прямой реакции (1.16) и дезактивирующие комплекс NO2-NO2 в обратной реакции (1.16); ka — константа скорости активации; &д и &р — константы скоростей дезактивации и диссоциации возбужденной молекулы N2Qi соответственно.

Здесь Ка = kjk_a; k'6, k'_6, k"6 и k"_6—константы скоростей реакции (1.736) с М = NO или М = О2 соответственно. Согласно Шольцу, выполняется условие

Суммарная константа скорости 3-го порядка, как установили авторы работ [87, 90, 94], сохраняет при постоянной температуре постоянное значение до степеней превращения свыше 80%. Следовательно, не зависят от степени превращения и константы скоростей реакций (1.90) и (1.91).

В табл. 1.15 приведены значения функции ф, рассчитанные в зависимости от степени разложения N02 и температуры. В расчетах использованы константы скоростей k-z, ki, k-t и ks, вычисленные по эмпирическим зависимостям (1.35а), (1.36), (1.37), (1.56) соответственно. Данные расчетов показывают, что в диапазоне температур

Здесь А — общая поверхность катализатора; k\ и &2 — константы скоростей десорбции и адсорбции кислорода соответственно; ke — константа скорости адсорбции NO на Rz-центрах.

Здесь aaj и baj — стехиометрические коэффициенты а-й компоненты в прямой и обратной /-и реакции; &,• и k_} — константы скоростей прямой и обратной /-и реакции, (м3/кмоль)п~1 • сек' 1, где п} — порядок /-и реакции. Массовая скорость

где k2 и k-z — эффективные константы скоростей, зависящие от температуры и степени диссоциации NOz.

Механизм второй стадии химической реакции диссоциации NO2 и рекомбинации 2NO + O2 значительно сложнее [1.58]. В работе [1.38] показано, что диссоциация NO2 достаточно хорошо описывается эффективным уравнением 2NO2=pfc2NO + O2, и приведены новые константы скоростей химической реакции, полученные на основании многочисленных опубликованных работ по кинетике второй стадии реакции. Время установления равновесия второй стадии реакции в зависимости от давления и температуры может изменяться в широких пределах (Ю-3—Юс).

где kOK и кв - константы скоростей реакций окисления и восстановления; Ск и СОх - концентрации восстановленной (R) и окисленной (Ох) форм вещества.

Постоянные проволочные резисторы изготовляют из манганиновой, нихромовой или константановой проволоки, которую наматывают на трубку из керамики или пресспорошка. Сверху в качестве защитного покрытия применяют силикатную эмаль, которая фиксирует витки и изолирует их друг от друга, а также защищает резистор от окисления и механических повреждений. Различают резисторы с однослойной и многослойной намотками. Постоянные проволочные резисторы имеют номиналы 3 Ом — 51 кОм и номинальную мощность до 150 Вт. Промышленность выпускает следующие типы проволочных резисторов: с однослойной намоткой — ПЭ (проволочные эмалированные); ПЭВ (проволочные эмалированные влагостойкие); ПЭВТ (проволочные эмалированные и влаго- и термостойкие); ПЭВР (проволочные эмалированные влагостойкие регулируемые), имеющие латунный подвижный с зажимным винтом хомутик, который можно перемещать вдоль корпуса резистора по виткам проволоки, свободной от изоляции; регулируемые с многослойной намоткой — ПТ (проволочные точные); ПТН, ПТМ, ПТК (проволочные точные, соответственно из нихромовой, магнанй-новой и константановой проволоки); малогабаритные ПТМН, ПТММ, ПТМК (проволочные точные малогабаритные, соответственно из нихрома, манганина и кон-стантана). Резисторы с однослойной намоткой имеют допустимые отклонения от номинала ±5; ±10%, а резисторы с многослойной намоткой — ±0,25; ±0,5; ±1%.

Термоэлектрические приборы. Приборы этой системы представляют собой сочетание магнитоэлектрического механизма с термоэлектрическим преобразователем. Термопреобразователь состоит из нагревателя 1, по которому проходит измеряемый ток /, и термопары 2 ( 9-11). Нагреватель выполняется из нихромовой или константановой проволоки, термопара состоит из двух разнородных сплавов, например копеля (55% меди, 45% никеля) и хромеля (10% хрома, 90% никеля). Под действием тепла, выделяемого Током в нагревателе, на концах термопары возникает термоэлектродвижущая сила Е, вызывающая ток в измерительном механизме И. ЭДС термопары пропорциональна выделяемой мощности в нагревателе, поэтому основное уравнение прибора имеет вид a = /с/2.

стоимости, поскольку эти материалы имеют массовое применение для изделий, не отличающихся высокой точностью. Основным материалом этой группы является медно-нике-левый сплав — константан; его состав: 1,0—2,0% Мп, 39—41,0% Ni + Со, остальное — медь, примеси разные до 0,9%. Удельное сопротивление мягкой константановой проволоки 0,465 ±0,15, твердой 0,49 ±0,03 мкОм-м. Температурный коэффициент удельного сопротивления кон-стантана близок к нулю.

Для измерения деформаций различных конструкций используют теизорезисторы — датчики, сопротивление которых меняется вследствие изменения их геометрических размеров ( 10.15). Такие датчики изготовляют из константановой проволоки диаметром 20 — 30 мкм, обладающей большим удельным сопротивлением, и наклеиваются непосредственно на ту деталь, деформацию которой необходимо измерить.

Для испытаний на теплоустойчивость применяют специальные термокамеры или комбинированные термобарокамеры, термовла-гокамеры. Нагрев камер осуществляют нагревательными устройствами в виде спиралей из константановой проволоки, намотанной на керамические стержни и закрытые кожухами. Нагреватели располагают обычно в нижней части камеры. Нагретый воздух подается непосредственно в полезный объем камеры или циркулирует внутри металлической рубашки, окружающей этот объем. Постоянная температура в термостате поддерживается терморегулятором. Для испытаний крупногабаритных изделий при температуре до +50 °С в качестве термостата можно использовать производственное помещение объемом 20—25 м3. Воздух нагревается электрическими калориферами достаточной мощности и прогоняется вентиляторами.

Температурная погрешность тензорезисторов обусловлена разностью температурных коэффициентов линейного расширения материала преобразователя и объекта измерения, а также ТКС материала преобразователя. Например, для тензорезисторов из константановой проволоки температурная погрешность может достигать 10% и выше при колебании температуры среды или детали на 10° С. У полупроводниковых тензорезисторов эта погрешность еще больше. В случае применения дифференциального включения преобразователей в мостовую цепь эта погрешность резко уменьшается.

Схема конструкции такого серийного преобразователя типа ИП-252 приведена на рис 22.2. Измеряемое усилие F прикладывается к фланцам / и 2, снабженным резьбовыми соединениями, и передается массивным планкам 3 и 4, скрепленным, между собой плоскими пружинами в виде перемычек 5 из того же материала. В результате этого планки 3 и 4 имеют возможность смещаться относительно друг друга, оставаясь параллельными между собой Это перемещение пропорциональное измеряемому усилию в пределах упругости плоских пружин 5, пальцем 6 передается рычагу 7 Расположенный на конце этого рычага пружинящий контакт из платино иридиевого сплава скользит по виткам реостатного преобразователя Я, выполненною из позолоченной константановой проволоки Сила давления контакта на витки реостата равна 0,02Н Для возвращения рычага 7 в случае уменьшения силы служит пружина 9.

• Проволочные тензорезисторы. В настоящее время важнейшие тензочувствительные элементы делаются преимущественно из константановой проволоки (диаметром в большинстве случаев около 0,02 мм), которая вклеена (например, с помощью фенольной смолы) между двумя подложками (например, из специальной бумаги). Благодаря изменению размеров витков проволоки можно изготавливать тензорезисторы с различными номинальными сопротивлениями. (Диапазон этих сопротивлений составляет примерно 100 —1000 Ом.) Кроме того, возможна подгонка тензорезистора к упругому-элементу с учетом его формы.

Константан. Сплавы меди с никелем при содержании 30—50% №' обладают низкими значениями удельной проводимости у и TK.R (см. 21.1); такие сплавы именуют константами. Константан допускает прокатку и волочение в проволоку диаметром до 0,02 мм\ проволока может быть получена твердой и мягкой (после отжига). Допустимая рабочая температура до 500° С. Имеется несколько разновидностей константана; так, для сплава . с добавкой марганца (1,5%) р = = 0,5 ом -MMZ/M, TKR отрицателен: —5-Ю"5 l/град..Временное сопротивление Ор = 50 кГ/мм* после отжига. Недостатком константа является высокая термо-э. д. с. в паре с медью: ег = 40 мкв/град; поэтому константан не применяют для шунтов и добавочных сопротивлений в приборах. Из константановой проволоки изготовляют регулировочные и поглотительные резисторы. Константан используют также для термопар..

в) проволочные датчики, или тензорезисторы, основанные на изменении сопротивления тонкой константановой проволоки при ее деформации (предназначаются для измерения деформацией вызываемых

12. Электрическое сопротивление константановой проволоки неизолированной (ГОСТ 5307 — 77)