彌散強化鉑銠₁₃-鉑熱電偶絲及其生產方法

2023-06-23 17:50:26 1

專利名稱：彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲及其生產方法
技術領域：
本發明屬於金屬材料技術領域，特別是涉及一種彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶 絲及其生產方法。
背景技術：
熱電偶絲用來製作各種測溫元件，被廣泛應用於鋼鐵行業、玻璃行業等各 領域的溫度測量，現有技術中大量使用的一般是鉑銠13—鉑熱電偶絲，其正極鉑
銠13名義成分為銠處13%，鉑Pt為餘量，負極的鉑名義含量100%。這種熱電 偶絲可在高溫氧化條件下使用，在300 140(TC測溫範圍內測溫，但這種熱電偶 絲的鉑^晶粒容易粗化，抗汙染能力差，引起熱電勢不穩定，使用壽命較短， 成本較高。

發明內容
本發明的目的在於針對現有技術中的不足之處，提供一種使用壽命長、適 應溫度高、抗汙染能力強、使用成本低的彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲及其生產 方法。
本發明的目的通過以下的技術方案實現，所述的彌散強化鉑銠13_鉑熱電偶
絲包括正極和負極，其特徵在於所述正極包括各組分及其重量百分比含量為 銠12.87~13%;鋯0~0.5°/。；憶0~0.5%;轉0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦 0~0.5%;鉑為餘量；所述負極包括各組分及其重量百分比含量為鋯0 0.5%， 釔0~0.5%;轉0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鈾為餘量。
所述鋯、釔、鈣、鑭、鈦中的一種或幾種以氧化物納米粒子形式均勻彌散
在熱電偶合金中，添加金屬的氧化率大於99.5%。
所述彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲生產方法包括如下步驟
(1) 配料按照銠12.87-13%;鋯0 0.5%;釔0~0.5%;藥0 0.5%; 鑭0 0.5%;鈦0~0.5%;鉑為餘量的重量百分比的配製正極原料；按照鋯 0~0.5%，,乙:0~0.5°/。； f5: 0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鉬為餘量的重 量百分比的配比配製負極原料；
(2) 真空熔煉將上述配製好的正極原料加入真空感應爐中，在壓力為 2xl(T2~lxl(r5Pa，溫度為1860 190(TC的條件下真空熔煉，得到正極合金；將上
述配製好的負極原料加入真空感應爐中，在壓力為2xio_2~ixi(y5pa，溫度為
1770 180(TC的條件下真空熔煉，得到負極合金；
(3) 澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態合金分別澆注於鑄模中形成鑄
錠；然後在軋機上軋制出正極合金片材，負極合金片材；
(4) 氧化處理將上述正極合金片材在800 1400。C下經60 150小時氧化 處理，得到正極彌散強化合金薄片；將上述負極合金片材在800 140(TC下經80-180小時氧化處理，得到負極彌散強化合金薄片；
(5) 複合加工將上述數千薄片複合、加工，實現材料組織纖維化，形成 正極及負極棒材；
(6) 拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉製成所需尺寸。 作為本發明的進一步改進，所述的鑄模為水冷銅模。
本發明與現有技術中的熱電偶絲相比，通過將鋯、釔、鈣、鑭、鈦中的一 種或幾種加入鉑銠13和鉑極中，並以氧化物納米粒子形式均勻彌散在合金中， 得到彌散強化合金薄片，經過複合加工，實現材料組織纖維化，使其具有優良 的高溫特性和抗氧化性，可在300 170(TC測溫範圍及氧化條件下安全長期使用； 在高溫下承受同等應力時彌散強化鉑銠13的斷裂壽命為普通鉑銠13的10倍以 上，彌散強化鉑的斷裂壽命為普通鉑的100倍以上；直徑更細，抗蠕變能力強； 抗汙染腐蝕能力更強，熱電勢穩定；使用壽命為普通鉑銠13—鉑熱電偶絲的2 4 倍，大幅度降低了成本，提高了經濟效益。
具體實施例方式
下面結合一系列具體實施例對本發明做進一步的說明。 1、熱電偶絲正極彌散強化鉑銠13:
配料按照銠12.87~13%;鋯0~0.5%;釔0~0.5%;鈣0~0.5%;鑭 0~0.5%;鈦0~0.5%;鉑為餘量的重量百分比配製正極原料，在上述的配比範 圍內，變換鋯、釔、鈣、鑭、鈦、銠、鉑的含量。
真空熔煉將上述配製好的原料加入真空感應爐中，在壓力為
2xl(T2~lxl(r5Pa，溫度為1860 190(TC的條件下真空熔煉，得到正極合金；
澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態合金分別澆注於水冷銅模中形成鑄
錠；然後在軋機上軋制出正極合金片材；
氧化處理將上述正極合金片材在800 140(TC下經60-150小時氧化處理，
得到正極彌散強化合金薄片；
複合加工將上述數千薄片複合、加工，實現材料組織纖維化，形成正極
棒材；
拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉製成所需尺寸；
高溫性能測試對比本發明的正極彌散強化鉑銠13偶絲與普通鉑銠13偶絲 在高溫下承受同等應力時斷裂壽命；
熱電動勢測試每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得 的熱電動勢應符合GB/T 1598的要求。
本一系列實施例採用相同的生產方法，僅變換原料中各組分的配比。
實施例一Pt87.0%， Rhl3.0%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命與普通鉑銠13偶絲相當；每 巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598的要求。
實施例二 Pt86.826%， RM2.974%， Zr0.1%， Y0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為ox:時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符
合GB/T 1598的要求。
實施例三Pt 86.652%, Rhl2.948%， Ti0.2%， Y0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例四Pt 86.478%， Rhl2.922%， Zr0.3%， Ca0.3%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍
左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為ox:時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符
合GB/T 1598的要求。
實施例五Pt 86.304%， Rhl2.896%, Zr0.4%， La0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O-C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例六Pt 86.13%， Rhl2.87%， Zr0.5%， Ca0.5%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的17倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為0"C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例七Pt86.913%, Rhl2.987%， Zr0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍
左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符
合GB/T 1598的要求。
實施例八Pt 86.826%， Rhl2.974%， Ti0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例九Pt 86.739%, Rhl2.96P/。， Zr0.3%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十Pt 86.652%， Rhl2.948%， Ti0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例H"^— Pt 86.565%， Rhl2.935%， Zr0.5%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十二 Pt86.913%， Rhl2.987%， La0.1%。技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十三Pt 86.826%， Rhl2.974%， Y0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0"C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十四Pt 86.739%, Rhl2.961%, Ca0.3%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的18倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合
GB/T 1598的要求。
實施例十五Pt 86.652%， Rhl2.948%， Y0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十六Pt 86.565%, Rhl2.935%， La0.5%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的17倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十七Pt86.826%， Rhl2.974%， Zr0.1%， Ti0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十八Pt 86.652%， Rhl2.948%， Ti0.1%， Y0.2%， La0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十九Pt 86.478%， Rhl2.922%， Zr0.2%， Ca0.2%， La0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例二十Pt 86.304%， Rhl2.896%， Zr0.1%, La0.3%， Ca0.2%， Y0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例二i-一: Pt 86,13%， Rhl2.87%， Zr0.2%， Ca0.3%， La0.3%， Ti0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的17倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。2、熱電偶絲負極彌散強化鉑
配料按照鋯0 0.5%，釔0 0.5%;媽0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0,5%; 鉑為餘量的重量百分比的配比配製負極原料，變換鋯、釔、鈣、鑭、鈦、鉑的
k空熔煉將上述配製好的負極原料加入真空感應爐中，在壓力為 2xl(T2 lxl(T5Pa，溫度為1770 1800。C的條件下真空熔煉，得到負極合金；
澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態合金分別澆注於鑄模中形成鑄錠； 然後在軋機上軋制出負極合金片材；
氧化處理將上述負極合金片材在800 140(TC下經80-180小時氧化處理， 得到負極彌散強化合金薄片；
複合加工將上述數千薄片複合、加工，實現材料組織纖維化，形成負極
棒材；
拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉製成所需尺寸。
高溫性能測試對比本發明的負極彌散強化鉑偶絲與普通鉑偶絲在高溫下 承受同等應力時斷裂壽命；
熱電動勢測試每巻偶絲，當參考端的溫度為0。C時，在不同試驗溫度測得 的熱電動勢應符合GB/T 1598的要求。
實施例一PtlOO%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命與普通鉑偶絲相當；每巻偶 絲，當參考端溫度為OX:，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598的要 求。
實施例二 Pt99.8%， Ti0.1%， Y0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為鉑偶絲的116倍左右；每
巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T1598 的要求。
實施例三Pt99.6%， Zr0.2%， Y0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的118倍左右; 每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫虔測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例四Pt99.4%， Zr0.3%， Ca0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉬偶絲的120倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同拭驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例五Pt99.2%， Zr0.4%， Y0.4%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的123倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例六Pt99.0%， Zr0.5%， La0.5%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的125倍左右;每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例七Pt99.9%， Zr0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的134倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測搏的熱電動勢符合GB/T 1598
的要求。
實施例八Pt99.8%， Ti0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的128倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例九Pt99.7%， Zr0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的119倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十Pt99.6%， Ti0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為鉑偶絲的130倍左右；每 巻偶絲，當參考端溫度為O'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T1598
的要求。
實施例H"^—: Pt99.5%， Zr0.5%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的135倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為O'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十二 Pt99.9%， Y0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的129倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十三Pt99.8%， Ca0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的108倍左右； 每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十四Pt99.7%， La0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的110倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測搏的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十五Pt99.6%， Y0.4%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的128倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十六Pt99.5%， La0.5%。技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的140倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十七Pt99.8%， Ti0.1%， Y0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的116倍左右; 每巻偶絲，當參考端溫度為0"C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十八Pt99.6%， Zr0.10/o， Y0.2%， La0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的118倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T1598 的要求。
實施例十九Pt99.4%， Zr0.2%， Ca0.2%， Y0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的120倍左右; 每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例二十Pt99.2%， Zr0.3%， Y0.1%， La0.1%， Ca0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的123倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例二i"一 Pt99.0%， Zr0.25%， La0.15%， Y0.1%， Ti0.2%， Ca0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的125倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢狩合GB/T 1598 的要求。
採用本發明技術方案製造的熱電偶絲具有耐高溫，抗氧化，抗蠕變，抗汙染， 抗腐蝕，熱電動勢穩定，焊接性能好等優點，測溫範圍大，最高可達170(TC， 而且偶絲直徑更細。
權利要求
1、一種彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲，包括正極和負極，其特徵在於所述正極包括各組分及其重量百分比含量為銠12.87～13％；鋯0～0.5％；釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為餘量；所述負極包括各組分及其重量百分比含量為鋯0～0.5％，釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為餘量。
2、 根據權利要求1所述的彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲，其特徵還在於 所述鋯、釔、鈣、鑭、鈦中的一種或幾種以氧化物納米粒子形式均勻彌散在熱 電偶合金中，添加金屬的氧化率大於99.5%。
3、 一種彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲的生產方法，其特徵在於包括如下 步驟(1) 配料按照銠12.87 13%;鋯:0~0.5%;爭乙:0~0.5%;鈣0~0.5%; 鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鉑為餘量的重量百分比的配製正極原料；按照鋯 0~0.5%，釔0~0.5%; l丐0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鈿為餘量的重 量百分比的配比配製負極原料；(2) 真空熔煉將上述配製好的正極原料加入真空感應爐中，在壓力為2xl(T2~lxl(T5Pa，溫度為1860 190(TC的條件下真空熔煉，得到正極合金；將上 述配製好的負極原料加入真空感應爐中，在壓力為2xl(r2~lxl(T5Pa，溫度為 1770 180(TC的條件下真空熔煉，得到負極合金；(3) 澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態合金分別澆注於鑄模中形成鑄 錠；然後在軋機上軋制出正極合金片材，負極合金片材；(4) 氧化處理將上述正極合金片材在800 1400。C下經60 150小時氧化 處理，得到正極彌散強化合金薄片；將上述負極合金片材在800 140(TC下經 80 180小時氧化處理，得到負極彌散強化合金薄片；(5) 複合加工將上述數千薄片複合、加工，實現材料組織纖維化，形成 正極及負極棒材；(6) 拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉製成所需尺寸。
4、 根據權利要求3所述的彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲的生產方法，其特徵 還在於所述的鑄模為水冷銅模。
全文摘要
本發明公開一種彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲，包括正極和負極，特徵在於所述正極包括各組分及其重量百分比含量為銠12.87～13％；鋯0～0.5％；釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為餘量；所述負極包括各組分及其重量百分比含量為鋯0～0.5％，釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為餘量。所述彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲生產方法包括配料、真空熔煉、澆注軋片、氧化處理、複合加工、拉伸成型步驟。本發明的彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲使用壽命長、適應溫度高、抗汙染能力強、使用成本低。
文檔編號C22C5/00GK101561322SQ20091002768
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月18日 優先權日2009年5月18日
發明者俊 尹, 李樹屏, 熊雅玲 申請人:無錫英特派金屬製品有限公司