[发明专利]纳米复合陶瓷热电偶保护管的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造纳米复合陶瓷热电偶保护管的方法。用这种方法制造的热电偶保护管能够耐高温、耐高压、耐腐蚀。

背景技术

目前普通的热电偶保护管在耐高温、耐高压、耐腐蚀方面的技术性能很差。在高温、高压和有腐蚀气氛的设备上使用时，工作寿命极短。在石油化工、煤化工领域中的关键设备“高温、高压气化炉”上使用的国产高温、高压气化炉热电偶，其平均使用寿命不足20天，原装進口的高温、高压气化炉热电偶，虽然其价格十分昂贵，但其设计使用寿命也仅90天。其主要原因是在该种热电偶的工作环境中，有高温、高压和强腐蚀三种破环因素同时存在，用于保护热电偶核心测温元件(铂铑偶丝)的热电偶保护管不能耐高温、耐高压、耐腐蚀。因此，热电偶投入使用后，保护管很快就被高温、高压和腐蚀等因素破坏，致使热电偶的核心测温元件(铂铑偶丝)随之也因失去保护而遭到破坏，热电偶便整体失去测温功能。此外，在高温高压设备出现非正常仃车时，设备内的温度和压力会急骤变化，这种突然出现的降温、降压也会导致热电偶的保护管破裂，使热电偶报废。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的热电偶保护管不能耐高温、耐高压、耐腐蚀，不能承受温度和压力突然变化的技术缺欠。开发出一种能够承受高温、高压和腐蚀三种破环因素同时存在，又能承受温度和压力会急骤变化的热电偶保护管，使之能保护好热电偶的核心测温元件(铂铑偶

丝)不遭破坏，从而延长热电偶在高温、高压和腐蚀环境中的工作寿命。

技术方案：本发明的纳来复合陶资瓷热电偶保护管是以纯度为99.97％的AL₂O₃为基质材料，加入经过超声和化学两种分散方法将粉体中的“团聚”充分分散后的纳米AL₂O₃材料及适量的添加剂和悬浮剂制成浆料，用常规的离心注浆工艺成型，经过干燥和在氢气保护下的烧结制成的。

实施方法：将平均径为100nm的纳米AL₂O₃粉体放入水中，加入适量的聚羧酸盐为分散剂，装入超声槽内，以160W、30Hz的超声频率，按“振、停各40秒的周期”進行“超声分散”四小时后，掺入纯度为99.97％的AL₂O₃基质材料中，二者的重量比为2∶8。将混合后的浆料加入4％(重量比)焦磷酸钾，装入球磨机中，用纯度为99.97％的AL₂O₃制成的磨球，球磨24小时。在球后的浆料中加入0.5％(重量比)MgO和0.8％Y₂O₃，再球磨2小时后，加入1.4％-1.7％的阿拉伯树胶，充分混合后，用常规的离心注浆法成型。脱模后，用常规焙烧工艺培烧。将干燥后的坯料装入氢气保护烧结炉中，以150℃/小时的速度升温至1300℃恒温1小时后，继续以150℃/小时的速度升温至1820℃，恒温2小时，然后，断电随炉降温至50℃出炉。高温、高压热电偶使用本发明制成的纳来复合陶瓷热电偶保护管后，可在1450℃的高温、6.5Mpa的高压下，在还原气氛的腐蚀环境中，工作寿命可超过6个月以上。