鉑或Pt合金的蒸發速率的降低的製作方法
2023-05-17 08:14:36
專利名稱：鉑或Pt合金的蒸發速率的降低的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於溫度> 1200°C的氧化性氣氛中的鉬或Pt合金的蒸發速率的降低。鉬理解為這樣的鉬材料，其含有工業上常見的其它元素。這些元素特別為不可避免的雜質。鉬合金理解為主要組分為鉬，特別是超過80%為鉬的合金。餘量優選為銠和/或銥。蒸發速率理解為這樣的速率，以該速率發生材料損失。它可以通過每運行時間的材料損失來表達。
背景技術：
由鉬和PtRhlO構成的零件在玻璃工業中用於熔化和處理玻璃。零件溫度在此達到1700°C。在此確保了> 500天的供料系統使用時間。在> 1200°C的高溫下鉬和銠在揮發性的氧化物中轉運，這種轉運會導致材料損失。儘管零件通過陶瓷塊受到力學支撐，並熱絕緣地受到包圍(這同時提供了一定的氧化保護)，蒸發率仍是可觀的。材料損失隨著溫度顯著上升。這會導致壁厚的迅速降低，由此急劇降低零件的壽命。在實驗室試驗當中，申請人以未經塗層的、暴露在灶式爐中的PtRhlO板(d=0.8mm)在1650°C下、在空氣中、經20天觀察到約4%的材料損失。將溫度降低至1600°C也會在20天內導致約2.4%的材料損失。這樣的高蒸速率導致零件的較早失靈。文獻W02002044115A2、US7338714B2和EP1722008A2涉及玻璃製造中的經塗層的金屬件，其中，金屬件在 朝向玻璃熔化物一側具有H2不透過層或H2和O2不透過層。在此H2不透過層或H2和O2不透過層優選包括至少一種玻璃或玻璃混合物，部分或者全部結晶析出的材料或陶瓷材料。
發明內容
與此相對，本發明的目的在於，提供一種在氧化性氣氛下、高溫下用於Pt、Rh或Ir的捕集系統。環繞的陶瓷層應當儘可能地對貴金屬保持通暢。本發明的另一目的在於，將由鉬及其合金構成的貴金屬零件的壽命和使用時間延長-優選延長80%-，該零件在高溫(> 1200°C )、氧化性氣氛下得到使用。為減少氧化和材料損失，開發出一種氧化保護系統，出乎預料地，可以在具有複雜形狀的很大的零件上進行安裝。由高熔點的陶瓷材料或者金屬材料構成的具有韌性的繃帶證明是有利的。根據權利要求1和7所述的零件以及根據權利要求10和12所述的方法實現了該目的。本發明優選的實施方式在其它的權利要求中給出。在此，繃帶具有開放的孔隙，以及優選大的內表面。在繃帶的孔隙中可以引入氧化物陶瓷和/或玻璃形成劑\其與使用溫度相協調。然後形成本發明意義上的「浸溼繃帶」。浸溼繃帶可以通過懸濁液的浸溼、滴落和塗抹來完成。對於用這樣的繃帶纏繞起的零件有這樣的可能性，即零件的表面在運行溫度下完全潤溼並妨礙了氧的進入。經長時間的完全潤溼看起來僅是通過使用這樣的繃帶是可能的。這一點是本發明的特別優勢。相對於未纏繃帶的零件，蒸發速率優選降低了至少80%。未浸溼的繃帶通過開放的孔隙是能夠透過空氣的，並且因此相對於氧化性氣氛幾乎沒有或沒有保護效應。在零件上的粘附由於熱學膨脹是不足的。未浸溼的繃帶然而實現了貴金屬氧化物的捕集，儘管有蒸發保護該貴金屬氧化物還是會揮發。還有可能，首先用浸溼的繃帶進行纏繞，接著用未浸溼的進行纏繞。浸溼的繃帶的優勢在於:-在成品零件上進行簡單裝配；-簡單的去除；-PtO2和類似氧化物的吸收，在吸收此 類氧化物之前包圍的陶瓷塊材料的保護。由此，為回收在氧化物損失中包括的貴金屬，代替陶瓷塊給出回收用的繃帶。-整個零件的完全潤溼；-潤溼層的長時間的穩定性和存在；-相對於未經保護的材料，蒸發損失降低超過80%；-通過繃帶將必要時存在的玻璃形成劑固定在零件上；-零件不必經過機械預處理(例如噴砂)。
具體實施例方式下面的實施例進一步闡明本發明。只要沒有另外給出，份額和百分比數據和在其它的描述中一樣都是基於重量。1.將由陶瓷材料(Al203+28%Si02)構成的保護繃帶安在PtRhlO板上，尺寸為寬150mm、長 200mm、壁厚 0.8mm。繃帶(5mm厚)被浸入由Al2O3粉(粒徑< 2.5 μ m)和水(30重量％的Al2O3和70重量％的水)構成的懸濁液中，並圍繞板呈雙層捲起。該板在灶式爐中在1650°C下、空氣中放置20天。材料損失(PtRhlO板)為 0.6%。2.將由陶瓷材料(Al203+28%Si02)構成的保護繃帶安在PtRhlO板上，尺寸為寬150mm、壁厚 0.8mm、長 200mm。繃帶(5mm厚)圍繞板呈雙層捲起。將由Al2O3粉(粒徑< 2.5 μ m)和水(30重量％的Al2O3和70重量％的水)構成的懸濁液塗覆在繃帶上。該板在灶式爐中在1650°C下、空氣中放置20天。材料損失(PtRhlO板)為 0.9%。3.將由陶瓷材料(Al203+28%Si02)構成的保護繃帶安在PtRhlO板上，尺寸為寬150mm、壁厚 0.8mm、長 200mm。繃帶(5mm厚)被浸入由含有5%的Y2O3的ZrO2粉(粒徑< 5.5 μ m)和水(40重量％的Zr02/Y203和60重量％的水)構成的懸濁液中，並圍繞板呈雙層捲起。該板在灶式爐中在1650°C下、空氣中放置20天。
材料損失(PtRhlO板)為 1.1%。4.將由陶瓷材料(Al203+28%Si02)構成的保護繃帶安在PtRhlO板上，尺寸為寬150mm、壁厚 0.8mm、長 200mm。繃帶(5mm厚)被浸入由SiO2粉(粒徑< 2 μ m)和水(30重量％的SiO2和70重量％的水)構成的懸濁液中，並圍繞板呈雙層捲起。該板在灶式爐中在1650°C下、空氣中放置20天。材料損失(PtRhlO板)為 0.5%。5.將由PtRhlO網或絨構成的保護繃帶安在PtRhlO板上，尺寸為寬150mm、壁厚
0.8mm、長 200mm。繃 帶(約0.5mm厚)圍繞板捲起。由SiO2粉(粒徑< 2.5 μ m)和水(30重量％的SiO2和70重量％的水)構成的懸濁液被塗覆在繃帶上。該板在灶式爐中在1650°C下、空氣中放置20天。材料損失(PtRhlO板)為 0.9%。-----------------------1網絡形成劑，也稱作玻璃形成劑，形成了玻璃的分子基本結構。為形成玻璃不再需要另外的材料。石英玻璃因此具有單一組分Si02。網絡形成劑例如為下列化合物:二氧化矽(SiO2);三氧化二硼(B2O3);五氧化二磷(P2O5);三氧化二砷，也稱砒霜(As2O3) ;二氧化鍺(GeO2);五氧化二銻(Sb2O5X
權利要求
1.一種由鉬或Pt合金構成的零件，所述零件處於溫度> 1200°c的氧化性氣氛中，其特徵在於，所述零件被具有開放孔隙的彈性繃帶所纏繞，其中，所述繃帶設有: 玻璃形成劑，或者 氧化物陶瓷和玻璃形成劑。
2.根據權利要求1所述的零件，其特徵在於，所述繃帶由高熔點的氧化物材料構成。
3.根據權利要求1所述的零件，其特徵在於，所述繃帶由Al2O3構成。
4.根據權利要求1所述的零件，其特徵在於，所述繃帶由貴金屬網或貴金屬絨構成。
5.根據權利要求4所述的零件，其特徵在於，所述的網或絨由鉬或鉬-銠構成。
6.根據權利要求1所述的零件，其特徵在於，所述玻璃形成劑屬於由二氧化矽SiO2、三氧化二硼B2O3、五氧化二磷P2O5、二氧化鍺GeO2、五氧化二銻Sb2O5構成的組。
7.根據權利要求1所述的零件，其特徵在於，所述氧化物陶瓷屬於由A1203、ZrO2、矽酸鋯、氧化矽-氧化鋯複合氧化物SiO2.ZrO2, SiO2, HfO2, CaO, MgO、稀有金屬氧化物構成的組。
8.一種捕集由鉬或Pt合金表面揮發或升華的貴金屬氧化物的方法，步驟為: A.提供由鉬或鉬合金構成的零件； B.將零件的外表面用具有開放孔隙的彈性繃帶捲起； 其特徵在於，所述繃帶設有: 玻璃形成劑，或者 氧化物陶瓷和玻璃形成劑； C.在>1200°C的運行溫度下使用。
9.一種降低用於溫度> 1200°C的氧化性氣氛中的鉬和Pt合金的蒸發速率的方法，所述方法具有下述步驟: A.提供由鉬或鉬合金構成的零件； B.將零件的外表面用具有開放孔隙的彈性繃帶捲起； 其特徵在於，所述繃帶設有: 玻璃形成劑，或者 氧化物陶瓷和玻璃形成劑； C.在>1200°C的運行溫度下使用。
10.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述繃帶由高熔點的氧化物材料構成。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，所述高熔點的氧化物材料來自於由Al2O3、多鋁紅柱石、氧化鉿、氧化鑭、ZrO2、矽酸鋯、氧化鋯-氧化矽複合氧化物ZrO2.SiO2,SiO2、稀有貴金屬氧化物和前述氧化物構成的組。
12.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述繃帶由Al2O3構成。
13.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述繃帶由貴金屬網或貴金屬絨構成。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，所述的網或絨由鉬或鉬-銠構成。
15.根據權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述玻璃形成劑屬於由二氧化矽SiO2、三氧化二硼B2O3、五氧化二磷P2O5、二氧化鍺GeO2、五氧化二銻Sb2O5構成的組。
全文摘要
本發明涉及一種降低用於溫度＞1200℃的氧化性氣氛中的鉑或Pt合金的蒸發速率的方法，該方法具有下述步驟A.提供由鉑或鉑合金構成的零件；B．以具有開放孔隙的彈性繃帶纏繞零件的外表面；該繃帶設有氧化物陶瓷和玻璃形成劑；C．在＞1200℃的運行溫度下使用；或者涉及一種捕集由鉑或Pt合金表面揮發或升華的貴金屬氧化物的方法，步驟為A.提供由鉑或鉑合金構成的零件；B．以具有開放孔隙的彈性繃帶纏繞零件的外表面；C．在＞1200℃的運行溫度下使用；還涉及相應的纏繞後的零件。
文檔編號C03B5/43GK103153885SQ201180049236
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月5日 優先權日2010年10月11日
發明者安妮特·盧卡斯, 戴維·弗朗西斯·勒普頓, 妮科爾·居布萊, 哈拉爾德·曼哈特, 馬克·比辛格爾, 烏韋·揚奇, 斯特凡·福爾貝格 申請人:賀利氏材料工藝有限及兩合公司