CuNi2应变电阻合金在应变测量领域常被当作低阻值、低温漂且加工性好的选择。CuNi2应变电阻合金化学成分为Cu为基体、Ni约1.8–2.2 wt%,材料密度约8.9 g/cm3。典型电阻率在20°C时约1.8–2.2 μΩ·cm,温度系数(TCR)约+20至+40 ppm/°C,剪切模量在42–48 GPa区间,室温屈服强度可在150–250 MPa,具体取决于退火和冷作工艺处理。高温蠕变强度随温度上升呈指数劣化;按ASTM E139高温蠕变试验程序,可在200°C下长期稳定,而在300–400°C范围内蠕变速率显著上升,设计时需将应变疲劳寿命折算入裕量。
扭转与切变性能方面,CuNi2应变电阻合金表现为良好延展性和中等剪切强度,可用GB/T 228.1-2010室温拉伸方法做基准对比其屈服与极限载荷。扭转试件的剪切破坏通常发生在明显塑性变形后,切变模量与铜基体接近,因此在细线、箔材及薄膜化工艺中加工变形一致性好。制造应变计时,线径、退火温度与应变电阻合金的冷作硬化直接影响灵敏度与零点漂移。
常见材料选型误区有三点:1) 误把CuNi2当作高温合金使用,超过300°C后蠕变与电阻漂移成倍增;2) 低估冷作与退火对电阻率和TCR的影响,直接导致标定后灵敏度不稳定;3) 忽视基底与焊接工艺的电化学耦合,造成长期零点漂移与局部腐蚀。应避免这些常见错误以保障测量稳定性。
技术争议点:CuNi2应变电阻合金与镍铬类合金(如NiCr)在高温稳定性与热电偶干扰之间的权衡。部分工程师主张CuNi2在低/中温段因接近铜基体而具有更佳机械兼容性;另一派认为NiCr类在高温下电阻稳定性优于CuNi2,两者在不同工况下的长期漂移比较仍需更多行业长期服役数据来定量评判。
在材料采购与成本评估上,建议同时参考国际与国内行情:以LME铜价为宏观原料走向参考,并结合上海有色网对本地Cu/Ni现货与加工费的即时报价来评估CuNi2应变电阻合金总体成本。市场波动、回收铜比率与合金化工艺都会改变最终出厂价,采购批次需考虑批内电阻一致性与物理性能追踪。
总结性建议:在设计中把CuNi2应变电阻合金的电阻率、TCR、冷作硬化效应与高温蠕变特性同时纳入模型;按ASTM E139执行高温蠕变验证,按GB/T 228.1校核室温力学参数;避免上述三类选型误区,并在关键项目上安排长期服役监测以解决关于CuNi2与NiCr类合金在高温稳定性上的争议。



