
電阻合金是專門用于制造電阻元件的精密合金材料。它的性能直接決定了電阻器的精度、穩定性和可靠性。它不僅僅是讓電流通過那么簡單,而是需要在各種環境條件下,提供穩定、精確、可預測的電阻值。
核心性能參數
評價一種電阻合金的優劣,主要看以下幾個關鍵性能指標:
電阻率:單位是μΩ·cm。它表示材料抵抗電流通過能力的強弱。較高的電阻率意味著可以用更短、更細的材料制造出相同阻值的電阻,有利于元件的小型化。
電阻溫度系數:單位是 ppm/℃。它表示溫度每變化1攝氏度,電阻值的相對變化量。這是精密電阻合金最核心的指標。TCR值越小,說明電阻值受溫度影響越小,性能越穩定。

對銅熱電動勢:單位是 μV/℃。當電阻合金與銅導線連接時,由于兩種材料的差異,在接觸點會產生一個與溫差成正比的附加電勢。這個值越小越好,尤其是在直流精密測量中,可以減小測量誤差。
長期穩定性:指電阻合金在長時間使用后,其阻值隨時間變化的程度。優秀的電阻合金應具有極佳的穩定性,阻值年變化率極低。
主要分類及經典合金
根據其特性和用途,電阻合金主要分為以下幾大類:
1. 精密電阻合金
這類合金追求極低的TCR和極高的穩定性,主要用于標準電阻器、精密儀器儀表、高精度測量電路中。
| 合金系列 | 典型代表 | 主要特點與用途 |
| Cu-Mn 系 | 錳銅,如康銅 | TCR極低(可做到±10ppm/℃以內),對銅熱電動勢小。是最經典、應用最廣的精密電阻材料。常用于制作標準電阻、分流器、高精度采樣電阻。 |
| Cu-Ni 系 | 新康銅、卡瑪合金 | 電阻率高于錳銅,耐腐蝕性和抗氧化性更好,工作溫度范圍更寬。也廣泛用于精密電阻。 |
| Ni-Cr 系改良型 | 伊文合金、鎳鉻鋁鐵 | 在傳統Ni-Cr合金基礎上添加Al、Fe、Cu等元素,大幅降低了TCR,同時保持了高電阻率。是精密箔電阻和精密線繞電阻的常用材料。 |
| 貴金屬系 | 金基、鉑基、鈀基合金 | 抗氧化、耐腐蝕性極佳,穩定性極高,可在惡劣環境下工作。但成本非常昂貴,主要用于標準電阻器或特殊領域(如航空航天)。 |
2. 調節元件用電阻合金
主要用于電力、電子設備中作為電流/電壓調節、控制的繞組電阻。對它們的要求是機械強度高、耐腐蝕、抗氧化、能承受較高工作溫度。
Ni-Cr 系:如鎳鉻合金,電阻率高,耐熱性好。
Fe-Cr-Al 系:如鐵鉻鋁合金,抗氧化能力極強,最高使用溫度可達1400℃,成本低于Ni-Cr系,廣泛應用于電爐、發熱管等電熱元件。
3. 傳感器元件用電阻合金
這類合金的電阻會隨外界環境(如形變、溫度)發生有規律的變化,從而用于制造傳感器。
應變電阻合金:如應變康銅。其電阻值會隨著材料的機械形變(拉伸或壓縮)而改變,用于制造應變片,測量應力、壓力等。
熱敏電阻合金:利用其電阻值對溫度的敏感性來制造溫度傳感器。
4. 電熱合金
主要功能是將電能轉化為熱能。要求發熱溫度高、壽命長。主要有Ni-Cr系和Fe-Cr-Al系合金,與調節元件用合金類似。
總結對比表
為了讓您更清晰地了解,以下是主要精密電阻合金的對比:
| 特性 | Cu-Mn 系 (錳銅) | Cu-Ni 系 (新康銅) | Ni-Cr 改良型 (伊文合金) | 貴金屬系 (鉑銥合金) |
| 電阻率 | 中等 | 較高 | 高 | 中等 |
| TCR | 極低 | 很低 | 極低 | 低 |
| 對銅熱電動勢 | 極小 | 較小 | 較低 | 視成分而定 |
| 穩定性 | 極高 | 高 | 極高 | 極高 |
| 成本 | 中等 | 中等 | 較高 | 極其昂貴 |
| 主要應用 | 標準電阻,精密采樣電阻 | 精密線繞電阻 | 精密箔電阻,精密線繞電阻 | 標準電阻,特殊環境 |