Constantan

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Le constantan est un alliage métallique constitué principalement de cuivre et de nickel, de l'ordre de 60 % à 50 % cuivre et 40 % à 50 % en masse de nickel.

Présentation sommaire[modifier | modifier le code]

Une formule technique peut être Cu0.54Ni0.44Mn0.01Fe0.005ZnεSnέ ou simplement Cu0.60Ni0.40. Ce matériau est vendu sous forme de fils.

Sa masse volumique est voisine dans le dernier cas d'alliage simple de 8,91 g⋅cm-3.

Sa résistivité est quasiment indépendante de la température, elle varie très peu avec ce paramètre[1]. C'est pourquoi il s'agit d'un alliage pour l'élaboration de résistance électrique de grande précision ou de résistance de puissance. Il est utilisé dans certains shunts pour dériver un courant électrique. On utilise cet alliage très communément pour les jauges de déformation, de pression ou d'extensométrie[2].

Cette caractéristique stable de résistivité optimale n'existe que pour une proportion assez précise des deux métaux, raison pour laquelle le constantan lui-même ne fut découvert qu'au XXe siècle alors que les corps simples cuivre et nickel, le dernier devenu d'usage commun, sont des métaux isomorphes, de maille cubique face centrée, et parfaitement miscibles.

Joint à des autres métaux (platine, fer, cuivre) ou alliage (chromel), il est employé pour la réalisation de thermocouples, véritable capteur moderne de température.

Propriétés physiques de l'alliage pur 60 % Cu - 40 % Ni[modifier | modifier le code]

Résistivité électrique à température ambiante 50,0×10-8 Ω⋅m
Coefficient thermique à 20 °C 0,000 02 K-1
Densité 8 910 kg/m3
Température de fusion 1 221 à 1 300 °C
Capacité calorifique massique 390 J/(kg⋅K)
Conductivité thermique à 23 °C 19,5 W/(m⋅K)
Coefficient de dilatation thermique linéaire entre 20 °C et 100 °C 14,9×10-6 K-1
Résistance à la traction 400 à 490 MPa
Allongement à la rupture < 45 %
Module élastique 162 000 MPa

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Le coefficient thermique de résistance est donc très faible.
  2. L'alliage de jauge karma à base de 74 % Ni, 20 % Cr, 3 % Cu, 3 % Fe est moins employé dans la pratique.

Bibliographie[modifier | modifier le code]