[发明专利]弥散强化铂铑13-铂热电偶丝及其生产方法

说明书

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Rh13％，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300～1400℃测温范围内测温，但这种热电偶丝的铂极晶粒容易粗化，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％；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％；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％；钙：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；

(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2×10^-2～1×10^-5Pa，温度为1860～1900℃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2×10^-2～1×10^-5Pa，温度为1770～1800℃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℃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800～1400℃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300～1700℃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。