[发明专利]方法

说明书

本发明涉及Pt vs.RhPt热电偶(例如R型或S型热电偶)，并且涉及在使用中对该热电偶的电性能进行改进。更具体地，提供了一种用于在氧化环境中使用Pt vs.RhPt热电偶时减少该热电偶的漂移的方法，其中该热电偶的Pt臂是掺杂的铂，该掺杂的铂包含有效量的选自钇、锆和钐的一种或多种掺杂剂。

技术领域

本发明涉及Pt vs.RhPt热电偶，特别是在使用中对Pt vs.RhPt热电偶的电性能进行改进。

背景技术

使用热电偶来测量环境温度，经常经过长时间并且在恒定温度。使用纯铂(Pt)作为R型和S型热电偶的阴性臂(limb)。非常纯的铂(Pt)在高温弱化，经常是热电偶断路故障的原因。虽然向Pt臂中引入金属合金元素会降低Pt臂故障的可能性，但是该金属合金元素会对热电偶的电性能产生不利影响。

热电偶测量中错误的一个源头是漂移(drift)，在这种情况中尽管温度保持基本上恒定，但是获得的电压背离预期值经时变化。漂移通常由Pt臂的污染引起。污染会在使用中积累、获得，或者源自热电偶的铑-铂合金(RhPt合金)臂。

铑漂移(也称作“迁移”)是铑(Rh)从RhPt合金臂转移到Pt臂。金属转移是可能的，因为氧化Rh在1200℃以上是挥发性的，并且气体扩散或转移到其发生冷凝的更低温的区域。氧化铑不是非常稳定，一旦它分解，Rh金属污染Pt臂。氧化Rh会经常呈现为覆盖合金臂的黑色层。

EP2778639A(属于Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.)描述了一种基于Pt vs.Pt-Rh的热电偶，其中Pt丝含有0.02-0.5质量％的量的氧化锆(Zr)，按分散在Pt丝中的Zr计。如下来制备Pt丝：通过在氧化锆容器中使用氧化锆球进行湿球磨，来将电中性的氧化锆颗粒的分散体引入Pt粉中。一旦制得，在1700℃对金属丝最终处理3小时，以确保氧化锆的充分氧化并恢复该金属丝的电性能。EP2778639A没有公开也没有教导如何在使用中使热电偶整个寿命期间的漂移最小化。

US3696502(属于Johnson Matthey&Company Limited)描述了一种用于制造分散体强化的金属或合金的方法。

发明内容

本发明寻求克服与现有技术的热电偶有关的不足。本发明提供了一种用于在Ptvs.RhPt热电偶整个使用寿命期间从它得到基本上持续和可靠读数的方法。在某些实施方案中，本发明提供了一种用于延长Pt vs.RhPt热电偶的使用寿命的方法。

在一个方面中，本发明提供了一种用于在氧化环境中使用Pt vs.RhPt热电偶时减少该热电偶的漂移的方法，其中：

该热电偶的Pt臂是掺杂的铂，该掺杂的铂包含：

(a)铂；和

(b)有效量的选自钇、锆和钐的一种或多种掺杂剂。

将理解的是，尽管在假定主要金属是纯铂的情况下给出各元素的量，但是在实际情况中，铂和掺杂剂可以含有对这些金属通常预期的含量的杂质。

尽管热电偶的臂中的各元素或元素的组合可以表示为范围，但是该臂中元素的总重量百分比(wt％)至多100wt％。

热电偶的Pt臂是掺杂的铂。“掺杂的”指的是有意地将有效量的微合金金属元素钇、锆和/或钐引入热电偶级铂中。“掺杂”和“掺杂剂”相应地加以解释。

“有效量”的一种或多种掺杂剂可以和将会根据所用的掺杂剂而变化。通常，“有效量”意味着在氧化气氛中使用时获得热电偶的漂移可检测或可观察的减少所需的掺杂剂的量。

掺杂剂添加到的铂可以是热电偶级铂，例如≥99.997wt％纯，例如≥99.999wt％纯。