[发明专利]具有氧化钇保护管的热电偶及其采用凝胶注模成型法制氧化钇保护管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量温度的仪器，更特别地说，是指一种能够测量高温2000℃环境下的、且与被测熔炼物直接接触的一种具有氧化钇(Y₂O₃)材料保护管的热电偶，以及采用凝胶注模成型法制备Y₂O₃保护管的方法。

背景技术

在对物质的熔炼过程中，一般需要对熔炼过程的温度进行测量和记录，以方便分析温度对熔炼物性能的影响。

目前，真空感应熔炼常用的熔体温度测量方法有两种：红外高温计测温和热电偶测温。前者只能测量表面温度，并且容易受到熔体表面和观察窗状态等周围环境的干扰和影响，偏差较大；后者测量温度和测量时间受热电偶保护管材质的限制。目前常见的热电偶保护管是氧化铝陶瓷管和金属陶瓷管，氧化铝陶瓷管抗热振性能差，不能用于金属熔体温度的测量，且测量温度不能高于1600℃；金属陶瓷热电偶保护管抗热震性能好，但其使用温度低于1600℃，同时，由于它易与Ti、Hf等高活性金属发生反应，因此，对于Ti合金、稀土合金及含Ti、Al、Nb、Hf、稀土元素等高活性金属的合金只能瞬间使用。

接触式的热电偶测温器件，一般包括有测温部分和对测温部分采集的信息进行显示的温度分度表，而测温部分应与熔炼物接触。

发明内容

为了实现对含Ti、Al、Nb、Hf、稀土元素等高活性金属的合金在熔炼过程中温度的测量，本发明提供一种能在2000℃高温下、且与熔体接触，进行长时间测量温度的具有氧化钇保护管的热电偶。

本发明的另一目的是提出一种采用凝胶注模成型法制氧化钇保护管的方法。

本发明设计了一种具有氧化钇保护管的热电偶的测温部分的装配关系为：

法兰5的圆柱52安装在氧化钇保护管1的A空腔11内，且法兰5的C凸台53与氧化钇保护管1的A凸台12接触，这样装配形成第一装配体；

A电极1A的一端和B电极1B的一端分别穿过氧化锆支撑管2的A通孔21和B通孔22后，将A电极1A与B电极1B的端部焊接，形成焊接点(该焊接点用于敏感温度)，这样装配形成第二装配体；

将第二装配体安装在第一装配体上形成第三装配体；即安装有A电极1A与B电极1B的氧化锆支撑管2的下端穿过法兰5的D通孔51后，使氧化锆支撑管2的上端23与法兰5的内壁紧配合；

在连接件3的B空腔31内放入垫圈4，形成第四装配体；

将第三装配体安装在第四装配体上形成第五装配体；即氧化钇保护管1的密封端穿过连接件3的E通孔34；

最后将第五装配体安装在熔炼设备上，并在A电极1A的另一端和B电极1B的另一端上分别通过导线实现与温度分度表的连接，从而实现接触式的热电偶测量熔炼环境的温度。

本发明制备热电偶用的氧化钇保护管的方法有如下步骤：

第一步，配水溶液

该水溶液由甲基丙烯酰胺(MAM)、二丙烯基酒石酸二酰胺(DATDA)、聚丙烯酸胺(PMAA-NH₄)和去离子水组成，其中，100ml的去离子水中有20g～30g的甲基丙烯酰胺(MAM)、1.0g～3.0g的二丙烯基酒石酸二酰胺(DATDA)、0.1g～1g的聚丙烯酸胺(PMAA-NH₄)；

第二步，制多级Y₂O₃粉

所述100g的多级Y₂O₃粉中包括有粒度为3000目～1000目的Y₂O₃原料粉1～25g、粒度为1000目～300目的Y₂O₃原料粉1～30g、粒度为300目～200目的Y₂O₃原料粉5～35g和余量的粒度为200目～80目的Y₂O₃原料粉；

第三步，制Y₂O₃浆料

将第一步制得的水溶液加入到第二步制得的多级Y₂O₃粉中，经搅拌混合均匀得到A混合料，其中，100g的多级Y₂O₃粉中加入5ml～20ml的水溶液；

然后在A混合料中加入双氧水(H₂O₂)作为引发剂，经搅拌混合均匀得到B混合料，其中，100ml的A混合料中加入0.5ml～5ml的双氧水(H₂O₂)；