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2024-12-31T07:31:02Z

Wärmeausdehnungskoeffizient: Überschrift weiterer Zahlenwert (nichtssagend und unspezifisch) -> Wärmeausdehnungskoeffizient

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{| class="wikitable float-right" style="width: 350px; font-size: 90%;"
|-
|colspan="2" align="center" bgcolor="#cccccc"| Konstantan
|-
|rowspan="4"| [[Legierung|Zusammensetzung]] || 53…57 % Kupfer
|-
| 43…45 % Nickel
|-
| 0,5…1,2 % Mangan
|-
| < 0,5 % Eisen (Restanteil)
|-
| [[Spezifischer elektrischer Widerstand]]
|
ρ = 4,9 · 10−7 Ω·m (20 °C) 
ρ = 5,1 · 10−7 Ω·m (600 °C)
|-
| [[Dichte]] || ρ = 8,9 g·cm−3
|-
| [[Spezifische Wärmekapazität]] || <math>c = 410~\tfrac{\rm J}{\rm kg \cdot K}</math>
|-
| [[Temperaturkoeffizient|Widerstands-Temperaturkoeffizient]] || <math>\alpha = 0{,}00001~\rm K^{-1}</math>(20 °C)
|-
| [[Wärmeleitfähigkeit]] || <math>\lambda = 23~\tfrac{\rm W}{\rm m \cdot K}</math>
|-
| [[Elektrische Leitfähigkeit]] || <math>\kappa = 2~\tfrac{\rm m }{\Omega \cdot \rm mm^2}</math>
|-
|rowspan="5"| [[Ausdehnungskoeffizient|Linearer Ausdehnungskoeffizient]]
|| <math>\alpha = 13{,}5 \cdot 10^{-6}\,{\rm K}^{-1}</math> (100 °C)
|-
| <math>\alpha = 14 \cdot 10^{-6}\,{\rm K}^{-1}</math> (200 °C)
|-
| <math>\alpha = 14{,}5 \cdot 10^{-6}\,{\rm K}^{-1}</math> (300 °C)
|-
| <math>\alpha = 15 \cdot 10^{-6}\,{\rm K}^{-1}</math> (400 °C)
|-
| <math>\alpha = 16 \cdot 10^{-6}\,{\rm K}^{-1}</math> (600 °C)
|-
| [[Elastizitätsmodul]] || <math> E = 180\,\tfrac{\rm kN}{\rm mm^2}</math>
|-
| [[Schmelzpunkt]] || 1280 °C
|-
| [[Siedepunkt]] || ca. 2400 °C
|-
|}

[[Datei:Konstantandraht.jpg|miniatur|Konstantandraht]]

'''Konstantan''' ist ein Markenname der ''[[VDM Metals]]'' (vormals ''[[ThyssenKrupp]] VDM GmbH''<ref>https://www.vdm-metals.com/de/unternehmen/ueber-vdm-metals/historie/</ref>) für eine [[Legierung]], die im Allgemeinen aus 55 % [[Kupfer]], 44 % [[Nickel]] und 1 % [[Mangan]] besteht. Sie zeichnet sich durch einen über weite Temperaturbereiche annähernd konstanten [[Spezifischer Widerstand|spezifischen elektrischen Widerstand]] aus. Es sind andere Legierungen mit ähnlich geringem (z. B. [[Manganin|Manganin, CuMn12Ni]]) oder noch geringerem Temperaturkoeffizienten wie [[Isaohm]] bekannt.

== Der Markenname ==
Der Markenname wurde am 25. Januar 1941 beim [[Deutsches Patent- und Markenamt|Deutschen Patent- und Markenamt]] angemeldet und ist mittlerweile als Bezeichnung für diese Kupfer-Nickel-Legierung in den allgemeinen Sprachgebrauch übergegangen.<ref>{{DtPatentMarkenA |Nummer=536132 |Name=Konstantan}}</ref> Im [[Englische Sprache|englischen]] Sprachraum ist der Name in der Schreibweise ''Constantan'' geschützt. Erfunden wurde es von [[Edward Weston (Chemiker)|Edward Weston (1850–1936)]]. Ein anderer Markenname für eine sehr ähnliche Legierung ist '''Isotan''' von der [[Isabellenhütte Heusler]] der erstmals am 10. April 1952 angemeldet wurde.<ref>{{DtPatentMarkenA |Nummer=653195 |Name=Isotan}}</ref>

== Hintergrund und Verwendung ==
Die ziemlich geringe Temperaturabhängigkeit des spezifischen elektrischen Widerstands von Konstantan liegt fast ausschließlich darin begründet, dass diese Legierung über einen weiten Temperaturbereich eine hohe [[Störstelle]]ndichte innerhalb ihres [[Kristall]]gefüges aufweist. Dies bedeutet, dass zwar die Dichte der Störstellen in diesem Material auch von der Temperatur abhängt und mit zunehmender Temperatur langsam steigt, aber wegen der großen Zahl der Störstellen im Kristallgefüge diese die Elektronen-Streuungen an ihnen hauptsächlich beeinflussen und nicht etwa die ebenfalls von der Temperatur abhängigen [[Elektron]]-Elektron- oder Elektron-[[Phonon]]-Streuungen. Ähnliche Eigenschaften weist die Legierung [[Kanthal]] auf.

Wegen des kleinen Temperaturkoeffizienten des spezifischen Widerstands wird Konstantan für Präzisions- und Messwiderstände verwendet. Auch [[Schiebewiderstand|Schiebe-]] und [[Heizwiderstand|Heizwiderstände]] werden aus Konstantan hergestellt.

== Wärmeausdehnungskoeffizient ==
Konstantan mit 60 % Kupfer und 40 % Nickel hat nach einer anderen Quelle über den Temperaturbereich −161 °C bis +16 °C einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von <math>\alpha = 12{,}22 \cdot 10^{-6}\,{\rm K}^{-1}</math>
<ref>Hübschmann/Links: Tabellen zur Chemie, Verlag Handwerk und Technik GmbH, Hamburg, 1991, ISBN 3-582-01234-4, S. 35: Ausdehnungskoeffizienten von Metalllegierungen(Werkstoffen), Gläsern und anorganischer Chemikalien.</ref>.

Konstantan hat einen unauffälligen Ausdehnungskoeffizienten, ähnlich dem von einigen anderen Metallen, wie Nickel, Eisen und Stahl. Es gibt Reinmetalle mit nur etwa der Hälfte (z. B. [[Tantal]]) und Speziallegierungen mit nur weniger als einem Zwanzigstel der Wärmeausdehnung von Konstantan, wie etwa [[Invar]].

== Quellen ==
<references/>

== Weblinks ==
* [https://www.isabellenhuette.de/fileadmin/Daten/Praezisionslegierungen/Datenblaetter_Widerstand/ISOTAN.pdf Produktübersicht Konstantandraht] der [[Isabellenhütte]] (PDF; 120 kB)

== Siehe auch ==
* [[Isabellin]]

[[Kategorie:Elektrotechnischer Werkstoff]]
[[Kategorie:Kupferlegierung]]
[[Kategorie:Elektrowärme]]
[[Kategorie:Nickel]]

Konstantan - Versionsgeschichte

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