弥散强化铂铑₁₃-铂热电偶丝及其生产方法

专利名称：弥散强化铂铑₁₃-铂热电偶丝及其生产方法
技术领域：
本发明属于金属材料技术领域，特别是涉及一种弥散强化铂铑13—铂热电偶 丝及其生产方法。
背景技术：
热电偶丝用来制作各种测温元件，被广泛应用于钢铁行业、玻璃行业等各 领域的温度测量，现有技术中大量使用的一般是铂铑13—铂热电偶丝，其正极铂
铑13名义成分为铑处13%，铂Pt为余量，负极的铂名义含量100%。这种热电 偶丝可在高温氧化条件下使用，在300 140(TC测温范围内测温，但这种热电偶 丝的铂^晶粒容易粗化，抗污染能力差，引起热电势不稳定，使用寿命较短， 成本较高。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足之处，提供一种使用寿命长、适 应温度高、抗污染能力强、使用成本低的弥散强化铂铑13—铂热电偶丝及其生产 方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现，所述的弥散强化铂铑13_铂热电偶
丝包括正极和负极，其特征在于所述正极包括各组分及其重量百分比含量为 铑12.87~13%;锆0~0.5°/。；忆0~0.5%;转0~0.5%;镧0~0.5%;钛 0~0.5%;铂为余量；所述负极包括各组分及其重量百分比含量为锆0 0.5%， 钇0~0.5%;转0~0.5%;镧0~0.5%;钛0~0.5%;铀为余量。
所述锆、钇、钙、镧、钛中的一种或几种以氧化物纳米粒子形式均匀弥散
在热电偶合金中，添加金属的氧化率大于99.5%。
所述弥散强化铂铑13—铂热电偶丝生产方法包括如下步骤
(1) 配料按照铑12.87-13%;锆0 0.5%;钇0~0.5%;药0 0.5%; 镧0 0.5%;钛0~0.5%;铂为余量的重量百分比的配制正极原料；按照锆 0~0.5%，,乙:0~0.5°/。； f5: 0~0.5%;镧0~0.5%;钛0~0.5%;钼为余量的重 量百分比的配比配制负极原料；
(2) 真空熔炼将上述配制好的正极原料加入真空感应炉中，在压力为 2xl(T2~lxl(r5Pa，温度为1860 190(TC的条件下真空熔炼，得到正极合金；将上
述配制好的负极原料加入真空感应炉中，在压力为2xio_2~ixi(y5pa，温度为
1770 180(TC的条件下真空熔炼，得到负极合金；
(3) 浇注轧片将上述经过真空熔炼的液态合金分别浇注于铸模中形成铸
锭；然后在轧机上轧制出正极合金片材，负极合金片材；
(4) 氧化处理将上述正极合金片材在800 1400。C下经60 150小时氧化 处理，得到正极弥散强化合金薄片；将上述负极合金片材在800 140(TC下经80-180小时氧化处理，得到负极弥散强化合金薄片；
(5) 复合加工将上述数千薄片复合、加工，实现材料组织纤维化，形成 正极及负极棒材；
(6) 拉伸成型对上述棒材进行拉伸处理，拉制成所需尺寸。 作为本发明的进一步改进，所述的铸模为水冷铜模。
本发明与现有技术中的热电偶丝相比，通过将锆、钇、钙、镧、钛中的一 种或几种加入铂铑13和铂极中，并以氧化物纳米粒子形式均匀弥散在合金中， 得到弥散强化合金薄片，经过复合加工，实现材料组织纤维化，使其具有优良 的高温特性和抗氧化性，可在300 170(TC测温范围及氧化条件下安全长期使用； 在高温下承受同等应力时弥散强化铂铑13的断裂寿命为普通铂铑13的10倍以 上，弥散强化铂的断裂寿命为普通铂的100倍以上；直径更细，抗蠕变能力强； 抗污染腐蚀能力更强，热电势稳定；使用寿命为普通铂铑13—铂热电偶丝的2 4 倍，大幅度降低了成本，提高了经济效益。
具体实施例方式
下面结合一系列具体实施例对本发明做进一步的说明。 1、热电偶丝正极弥散强化铂铑13:
配料按照铑12.87~13%;锆0~0.5%;钇0~0.5%;钙0~0.5%;镧 0~0.5%;钛0~0.5%;铂为余量的重量百分比配制正极原料，在上述的配比范 围内，变换锆、钇、钙、镧、钛、铑、铂的含量。
真空熔炼将上述配制好的原料加入真空感应炉中，在压力为
2xl(T2~lxl(r5Pa，温度为1860 190(TC的条件下真空熔炼，得到正极合金；
浇注轧片将上述经过真空熔炼的液态合金分别浇注于水冷铜模中形成铸
锭；然后在轧机上轧制出正极合金片材；
氧化处理将上述正极合金片材在800 140(TC下经60-150小时氧化处理，
得到正极弥散强化合金薄片；
复合加工将上述数千薄片复合、加工，实现材料组织纤维化，形成正极
棒材；
拉伸成型对上述棒材进行拉伸处理，拉制成所需尺寸；
高温性能测试对比本发明的正极弥散强化铂铑13偶丝与普通铂铑13偶丝 在高温下承受同等应力时断裂寿命；
热电动势测试每巻偶丝，当参考端的温度为O'C时，在不同试验温度测得 的热电动势应符合GB/T 1598的要求。
本一系列实施例采用相同的生产方法，仅变换原料中各组分的配比。
实施例一Pt87.0%， Rhl3.0%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命与普通铂铑13偶丝相当；每 巻偶丝，当参考端的温度为O'C时，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598的要求。
实施例二 Pt86.826%， RM2.974%， Zr0.1%， Y0.1%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的15倍左右；每巻偶丝，当参考端的温度为ox:时，在不同试验温度测得的热电动势符
合GB/T 1598的要求。
实施例三Pt 86.652%, Rhl2.948%， Ti0.2%， Y0.2%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的16倍 左右；每巻偶丝，当参考端的温度为O'C时，在不同试验温度测得的热电动势符 合GB/T 1598的要求。
实施例四Pt 86.478%， Rhl2.922%， Zr0.3%， Ca0.3%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的14倍
左右；每巻偶丝，当参考端的温度为ox:时，在不同试验温度测得的热电动势符
合GB/T 1598的要求。
实施例五Pt 86.304%， Rhl2.896%, Zr0.4%， La0.4%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的15倍 左右；每巻偶丝，当参考端的温度为O-C时，在不同试验温度测得的热电动势符 合GB/T 1598的要求。
实施例六Pt 86.13%， Rhl2.87%， Zr0.5%， Ca0.5%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的17倍 左右；每巻偶丝，当参考端的温度为0"C时，在不同试验温度测得的热电动势符 合GB/T 1598的要求。
实施例七Pt86.913%, Rhl2.987%， Zr0.1%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的14倍
左右；每巻偶丝，当参考端的温度为O'C时，在不同试验温度测得的热电动势符
合GB/T 1598的要求。
实施例八Pt 86.826%， Rhl2.974%， Ti0.2%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的15倍 左右；每巻偶丝，当参考端的温度为O'C时，在不同试验温度测得的热电动势符 合GB/T 1598的要求。
实施例九Pt 86.739%, Rhl2.96P/。， Zr0.3%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的16倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十Pt 86.652%， Rhl2.948%， Ti0.4%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的16倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例H"^— Pt 86.565%， Rhl2.935%， Zr0.5%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的14倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十二 Pt86.913%， Rhl2.987%， La0.1%。技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的16倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十三Pt 86.826%， Rhl2.974%， Y0.2%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的15倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0"C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十四Pt 86.739%, Rhl2.961%, Ca0.3%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的18倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合
GB/T 1598的要求。
实施例十五Pt 86.652%， Rhl2.948%， Y0.4%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的14倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十六Pt 86.565%, Rhl2.935%， La0.5%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的17倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十七Pt86.826%， Rhl2.974%， Zr0.1%， Ti0.1%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的15倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十八Pt 86.652%， Rhl2.948%， Ti0.1%， Y0.2%， La0.1%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的16倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例十九Pt 86.478%， Rhl2.922%， Zr0.2%， Ca0.2%， La0.2%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的14倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例二十Pt 86.304%， Rhl2.896%， Zr0.1%, La0.3%， Ca0.2%， Y0.2%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的15倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。
实施例二i-一: Pt 86,13%， Rhl2.87%， Zr0.2%， Ca0.3%， La0.3%， Ti0.2%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂铑13偶丝的17倍 左右；每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合 GB/T 1598的要求。2、热电偶丝负极弥散强化铂
配料按照锆0 0.5%，钇0 0.5%;妈0~0.5%;镧0~0.5%;钛0~0,5%; 铂为余量的重量百分比的配比配制负极原料，变换锆、钇、钙、镧、钛、铂的
k空熔炼将上述配制好的负极原料加入真空感应炉中，在压力为 2xl(T2 lxl(T5Pa，温度为1770 1800。C的条件下真空熔炼，得到负极合金；
浇注轧片将上述经过真空熔炼的液态合金分别浇注于铸模中形成铸锭； 然后在轧机上轧制出负极合金片材；
氧化处理将上述负极合金片材在800 140(TC下经80-180小时氧化处理， 得到负极弥散强化合金薄片；
复合加工将上述数千薄片复合、加工，实现材料组织纤维化，形成负极
棒材；
拉伸成型对上述棒材进行拉伸处理，拉制成所需尺寸。
高温性能测试对比本发明的负极弥散强化铂偶丝与普通铂偶丝在高温下 承受同等应力时断裂寿命；
热电动势测试每巻偶丝，当参考端的温度为0。C时，在不同试验温度测得 的热电动势应符合GB/T 1598的要求。
实施例一PtlOO%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命与普通铂偶丝相当；每巻偶 丝，当参考端温度为OX:，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598的要 求。
实施例二 Pt99.8%， Ti0.1%， Y0.1%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为铂偶丝的116倍左右；每
巻偶丝，当参考端温度为0。C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T1598 的要求。
实施例三Pt99.6%， Zr0.2%， Y0.2%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的118倍左右; 每巻偶丝，当参考端温度为0。C，在不同试验温虔测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例四Pt99.4%， Zr0.3%， Ca0.3%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通钼偶丝的120倍左右;
每巻偶丝，当参考端温度为0。C，在不同拭验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例五Pt99.2%， Zr0.4%， Y0.4%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的123倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例六Pt99.0%， Zr0.5%， La0.5%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的125倍左右;每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例七Pt99.9%， Zr0.1%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的134倍左右;
每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测搏的热电动势符合GB/T 1598
的要求。
实施例八Pt99.8%， Ti0.2%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的128倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例九Pt99.7%， Zr0.3%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的119倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0。C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十Pt99.6%， Ti0.4%。
技术性能在高温下承受同等应力时的断裂寿命为铂偶丝的130倍左右；每 巻偶丝，当参考端温度为O'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T1598
的要求。
实施例H"^—: Pt99.5%， Zr0.5%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的135倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为O'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十二 Pt99.9%， Y0.1%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的129倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十三Pt99.8%， Ca0.2%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的108倍左右； 每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十四Pt99.7%， La0.3%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的110倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测搏的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十五Pt99.6%， Y0.4%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的128倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十六Pt99.5%， La0.5%。技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的140倍左右;
每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十七Pt99.8%， Ti0.1%， Y0.1%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的116倍左右; 每巻偶丝，当参考端温度为0"C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例十八Pt99.6%， Zr0.10/o， Y0.2%， La0.1%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的118倍左右;
每巻偶丝，当参考端温度为0。C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T1598 的要求。
实施例十九Pt99.4%， Zr0.2%， Ca0.2%， Y0.2%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的120倍左右; 每巻偶丝，当参考端温度为0'C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例二十Pt99.2%， Zr0.3%， Y0.1%， La0.1%， Ca0.3%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的123倍左右;
每巻偶丝，当参考端温度为0°C，在不同试验温度测得的热电动势符合GB/T 1598 的要求。
实施例二i"一 Pt99.0%， Zr0.25%， La0.15%， Y0.1%， Ti0.2%， Ca0.3%。
技术性能:在高温下承受同等应力时的断裂寿命为普通铂偶丝的125倍左右；
每巻偶丝，当参考端温度为0。C，在不同试验温度测得的热电动势狩合GB/T 1598 的要求。
采用本发明技术方案制造的热电偶丝具有耐高温，抗氧化，抗蠕变，抗污染， 抗腐蚀，热电动势稳定，焊接性能好等优点，测温范围大，最高可达170(TC， 而且偶丝直径更细。
权利要求
1、一种弥散强化铂铑13-铂热电偶丝，包括正极和负极，其特征在于所述正极包括各组分及其重量百分比含量为铑12.87～13％；锆0～0.5％；钇0～0.5％；钙0～0.5％；镧0～0.5％；钛0～0.5％；铂为余量；所述负极包括各组分及其重量百分比含量为锆0～0.5％，钇0～0.5％；钙0～0.5％；镧0～0.5％；钛0～0.5％；铂为余量。
2、 根据权利要求1所述的弥散强化铂铑13—铂热电偶丝，其特征还在于 所述锆、钇、钙、镧、钛中的一种或几种以氧化物纳米粒子形式均匀弥散在热 电偶合金中，添加金属的氧化率大于99.5%。
3、 一种弥散强化铂铑13—铂热电偶丝的生产方法，其特征在于包括如下 步骤(1) 配料按照铑12.87 13%;锆:0~0.5%;争乙:0~0.5%;钙0~0.5%; 镧0~0.5%;钛0~0.5%;铂为余量的重量百分比的配制正极原料；按照锆 0~0.5%，钇0~0.5%; l丐0~0.5%;镧0~0.5%;钛0~0.5%;钿为余量的重 量百分比的配比配制负极原料；(2) 真空熔炼将上述配制好的正极原料加入真空感应炉中，在压力为2xl(T2~lxl(T5Pa，温度为1860 190(TC的条件下真空熔炼，得到正极合金；将上 述配制好的负极原料加入真空感应炉中，在压力为2xl(r2~lxl(T5Pa，温度为 1770 180(TC的条件下真空熔炼，得到负极合金；(3) 浇注轧片将上述经过真空熔炼的液态合金分别浇注于铸模中形成铸 锭；然后在轧机上轧制出正极合金片材，负极合金片材；(4) 氧化处理将上述正极合金片材在800 1400。C下经60 150小时氧化 处理，得到正极弥散强化合金薄片；将上述负极合金片材在800 140(TC下经 80 180小时氧化处理，得到负极弥散强化合金薄片；(5) 复合加工将上述数千薄片复合、加工，实现材料组织纤维化，形成 正极及负极棒材；(6) 拉伸成型对上述棒材进行拉伸处理，拉制成所需尺寸。
4、 根据权利要求3所述的弥散强化铂铑13-铂热电偶丝的生产方法，其特征 还在于所述的铸模为水冷铜模。
全文摘要
本发明公开一种弥散强化铂铑₁₃-铂热电偶丝，包括正极和负极，特征在于所述正极包括各组分及其重量百分比含量为铑12.87～13％；锆0～0.5％；钇0～0.5％；钙0～0.5％；镧0～0.5％；钛0～0.5％；铂为余量；所述负极包括各组分及其重量百分比含量为锆0～0.5％，钇0～0.5％；钙0～0.5％；镧0～0.5％；钛0～0.5％；铂为余量。所述弥散强化铂铑₁₃-铂热电偶丝生产方法包括配料、真空熔炼、浇注轧片、氧化处理、复合加工、拉伸成型步骤。本发明的弥散强化铂铑₁₃-铂热电偶丝使用寿命长、适应温度高、抗污染能力强、使用成本低。
文档编号C22C5/00GK101561322SQ20091002768
公开日2009年10月21日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者俊 尹, 李树屏, 熊雅玲 申请人:无锡英特派金属制品有限公司