[发明专利]电阻合金、由其制造的元件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于电阻、特别是用于低欧姆的电流检测电阻的电阻合金（3），其具有铜成分、锰成分和镍成分。本发明提出，锰成分的质量分数为23%至28%，而镍成分的质量分数为9%至13%。在此，合金成分的质量分数这样彼此协调，即电阻合金（3）具有相对铜的低的在20℃下小于+1μV/K且大于‑1μV/K的温差电动势率。此外，本发明包括一种由所述电阻合金构成的元件和一种用于所述电阻合金的制造方法。

技术领域

本发明涉及一种用于电阻、特别是用于低欧姆的电流检测电阻的电阻合金。此外，本发明包括一种由所述电阻合金制造的元件和一种相应的制造方法。

背景技术

铜锰镍合金很久以来已经用作用于精密电阻、特别是用于低欧姆的电流检测电阻（“shunts，分流器”）的材料。这种铜锰镍合金的一个实例是由申请人在商标名称Manganin®下销售的电阻合金（例如Cu₈₄Ni₄Mn₁₂），所述电阻合金具有82-84%质量分数的铜、2-4%的质量分数的镍和12-15%的质量分数的锰。公知的铜锰镍合金满足了所有对用于精密电阻的电阻合金的要求、例如电阻率的低的温度系数、相对铜的小的温差电动势率和电阻的高的时间常数。此外，公知的铜锰镍合金具有好的技术特性、特别是好的可加工性，所述可加工性实现了将所述铜锰镍合金加工成丝、带、箔和电阻构件。然而公知的铜锰镍合金的缺点是，被限制到相对小的最高0.5(Ω·mm²)/m的电阻率。

对于较高的电阻率公知的是例如镍铬合金，然而所述镍铬合金同样具有各种缺点。一方面，镍铬合金大多比铜锰镍合金贵得多。另一方面，镍铬合金在制造技术上的各个方面难于控制。例如镍铬合金的热变形性是相对差的并且为了调整确定的物理电学的材料特性而需要花费高的热处理过程。此外，在镍铬合金中的熔化过程中的加工温度比在铜锰镍合金中的高500k，这导致更高的能量成本和加工装置的材料损耗。此外，镍铬合金的在其他方面期望的好的耐酸性在蚀刻技术上制造电阻结构时产生很大问题，并且使得通过酸洗对取决于热处理的氧化物的去除成为花费高的并且不危险的制造步骤。

此外，公知了铜锰镍铝锡合金29-5-1，所述铜锰镍铝锡合金具有1(Ω·mm²)/m的电阻率并且在此满足了对电阻率的低的温度系数的要求。然而所述电阻合金具有相对铜的高的在20℃下小于+3μV/K的温差电动势率，由所述温差电动势率导致了高的故障电流，所述故障电流使所述合金不适用于精确测量技术的应用。

此外指出，DE 1 092 218 B、US 3 985 589、JP 62202038 A和EP 1 264 906 A1作为现有技术。

最后，DE 1 033 423 B公开了一种所述类型的电阻合金。然而所述公知的电阻合金缺点在于数值上相对于铜大的-2μV/K的温差电动势率。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种基于铜锰镍的相应改善的电阻合金，所述电阻合金具有尽可能高的电阻率、相对铜的低的温差电动势率、低的电阻温度系数和高的电阻率时间常数，并且所述特性与公知的铜锰镍合金的开头所述的好的工艺特性（例如可加工性）组合。

该目的通过根据本发明的根据独立权利要求的电阻合金来实现。

根据本发明的电阻合金首先与开头所述的公知的铜锰镍合金一致地具有铜成分、锰成分和镍成分。本发明的特征在于，锰成分的质量分数为23%至28%，而镍成分的质量分数为9%至13%。在实验中表明，所述基于铜锰镍的电阻合金满足前述的要求。

在此，不同合金成分的质量分数这样彼此协调，即根据本发明的电阻合金具有相对铜的低的温差电动势率，所述温差电动势率在20℃下小于±1μV/K、±0.5μV/K或者甚至小于±0.3μV/K。