專利名稱：彌散強化鉑銠₁₃-鉑熱電偶絲及其生產方法
技術領域：
本發(fā)明屬于金屬材料技術領域，特別是涉及一種彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶 絲及其生產方法。
背景技術：
熱電偶絲用來制作各種測溫元件，被廣泛應用于鋼鐵行業(yè)、玻璃行業(yè)等各 領域的溫度測量，現(xiàn)有技術中大量使用的一般是鉑銠13—鉑熱電偶絲，其正極鉑
銠13名義成分為銠處13%，鉑Pt為余量，負極的鉑名義含量100%。這種熱電 偶絲可在高溫氧化條件下使用，在300 140(TC測溫范圍內測溫，但這種熱電偶 絲的鉑^晶粒容易粗化，抗污染能力差，引起熱電勢不穩(wěn)定，使用壽命較短， 成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種使用壽命長、適 應溫度高、抗污染能力強、使用成本低的彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲及其生產 方法。
本發(fā)明的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)，所述的彌散強化鉑銠13_鉑熱電偶
絲包括正極和負極，其特征在于所述正極包括各組分及其重量百分比含量為 銠12.87~13%;鋯0~0.5°/。；憶0~0.5%;轉0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦 0~0.5%;鉑為余量；所述負極包括各組分及其重量百分比含量為鋯0 0.5%， 釔0~0.5%;轉0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鈾為余量。
所述鋯、釔、鈣、鑭、鈦中的一種或幾種以氧化物納米粒子形式均勻彌散
在熱電偶合金中，添加金屬的氧化率大于99.5%。
所述彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲生產方法包括如下步驟
(1) 配料按照銠12.87-13%;鋯0 0.5%;釔0~0.5%;藥0 0.5%; 鑭0 0.5%;鈦0~0.5%;鉑為余量的重量百分比的配制正極原料；按照鋯 0~0.5%，,乙:0~0.5°/。； f5: 0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鉬為余量的重 量百分比的配比配制負極原料；
(2) 真空熔煉將上述配制好的正極原料加入真空感應爐中，在壓力為 2xl(T2~lxl(r5Pa，溫度為1860 190(TC的條件下真空熔煉，得到正極合金；將上
述配制好的負極原料加入真空感應爐中，在壓力為2xio_2~ixi(y5pa，溫度為
1770 180(TC的條件下真空熔煉，得到負極合金；
(3) 澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態(tài)合金分別澆注于鑄模中形成鑄
錠；然后在軋機上軋制出正極合金片材，負極合金片材；
(4) 氧化處理將上述正極合金片材在800 1400。C下經60 150小時氧化 處理，得到正極彌散強化合金薄片；將上述負極合金片材在800 140(TC下經80-180小時氧化處理，得到負極彌散強化合金薄片；
(5) 復合加工將上述數(shù)千薄片復合、加工，實現(xiàn)材料組織纖維化，形成 正極及負極棒材；
(6) 拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉制成所需尺寸。 作為本發(fā)明的進一步改進，所述的鑄模為水冷銅模。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術中的熱電偶絲相比，通過將鋯、釔、鈣、鑭、鈦中的一 種或幾種加入鉑銠13和鉑極中，并以氧化物納米粒子形式均勻彌散在合金中， 得到彌散強化合金薄片，經過復合加工，實現(xiàn)材料組織纖維化，使其具有優(yōu)良 的高溫特性和抗氧化性，可在300 170(TC測溫范圍及氧化條件下安全長期使用； 在高溫下承受同等應力時彌散強化鉑銠13的斷裂壽命為普通鉑銠13的10倍以 上，彌散強化鉑的斷裂壽命為普通鉑的100倍以上；直徑更細，抗蠕變能力強； 抗污染腐蝕能力更強，熱電勢穩(wěn)定；使用壽命為普通鉑銠13—鉑熱電偶絲的2 4 倍，大幅度降低了成本，提高了經濟效益。
具體實施例方式
下面結合一系列具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明。 1、熱電偶絲正極彌散強化鉑銠13:
配料按照銠12.87~13%;鋯0~0.5%;釔0~0.5%;鈣0~0.5%;鑭 0~0.5%;鈦0~0.5%;鉑為余量的重量百分比配制正極原料，在上述的配比范 圍內，變換鋯、釔、鈣、鑭、鈦、銠、鉑的含量。
真空熔煉將上述配制好的原料加入真空感應爐中，在壓力為
2xl(T2~lxl(r5Pa，溫度為1860 190(TC的條件下真空熔煉，得到正極合金；
澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態(tài)合金分別澆注于水冷銅模中形成鑄
錠；然后在軋機上軋制出正極合金片材；
氧化處理將上述正極合金片材在800 140(TC下經60-150小時氧化處理，
得到正極彌散強化合金薄片；
復合加工將上述數(shù)千薄片復合、加工，實現(xiàn)材料組織纖維化，形成正極
棒材；
拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉制成所需尺寸；
高溫性能測試對比本發(fā)明的正極彌散強化鉑銠13偶絲與普通鉑銠13偶絲 在高溫下承受同等應力時斷裂壽命；
熱電動勢測試每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得 的熱電動勢應符合GB/T 1598的要求。
本一系列實施例采用相同的生產方法，僅變換原料中各組分的配比。
實施例一Pt87.0%， Rhl3.0%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命與普通鉑銠13偶絲相當；每 巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598的要求。
實施例二 Pt86.826%， RM2.974%， Zr0.1%， Y0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為ox:時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符
合GB/T 1598的要求。
實施例三Pt 86.652%, Rhl2.948%， Ti0.2%， Y0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例四Pt 86.478%， Rhl2.922%， Zr0.3%， Ca0.3%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍
左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為ox:時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符
合GB/T 1598的要求。
實施例五Pt 86.304%， Rhl2.896%, Zr0.4%， La0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O-C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例六Pt 86.13%， Rhl2.87%， Zr0.5%， Ca0.5%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的17倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為0"C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例七Pt86.913%, Rhl2.987%， Zr0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍
左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符
合GB/T 1598的要求。
實施例八Pt 86.826%， Rhl2.974%， Ti0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端的溫度為O'C時，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符 合GB/T 1598的要求。
實施例九Pt 86.739%, Rhl2.96P/。， Zr0.3%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十Pt 86.652%， Rhl2.948%， Ti0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例H"^— Pt 86.565%， Rhl2.935%， Zr0.5%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十二 Pt86.913%， Rhl2.987%， La0.1%。技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十三Pt 86.826%， Rhl2.974%， Y0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0"C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十四Pt 86.739%, Rhl2.961%, Ca0.3%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的18倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合
GB/T 1598的要求。
實施例十五Pt 86.652%， Rhl2.948%， Y0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十六Pt 86.565%, Rhl2.935%， La0.5%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的17倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十七Pt86.826%， Rhl2.974%， Zr0.1%， Ti0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十八Pt 86.652%， Rhl2.948%， Ti0.1%， Y0.2%， La0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的16倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例十九Pt 86.478%， Rhl2.922%， Zr0.2%， Ca0.2%， La0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的14倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例二十Pt 86.304%， Rhl2.896%， Zr0.1%, La0.3%， Ca0.2%， Y0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的15倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。
實施例二i-一: Pt 86,13%， Rhl2.87%， Zr0.2%， Ca0.3%， La0.3%， Ti0.2%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑銠13偶絲的17倍 左右；每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合 GB/T 1598的要求。2、熱電偶絲負極彌散強化鉑
配料按照鋯0 0.5%，釔0 0.5%;媽0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0,5%; 鉑為余量的重量百分比的配比配制負極原料，變換鋯、釔、鈣、鑭、鈦、鉑的
k空熔煉將上述配制好的負極原料加入真空感應爐中，在壓力為 2xl(T2 lxl(T5Pa，溫度為1770 1800。C的條件下真空熔煉，得到負極合金；
澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態(tài)合金分別澆注于鑄模中形成鑄錠； 然后在軋機上軋制出負極合金片材；
氧化處理將上述負極合金片材在800 140(TC下經80-180小時氧化處理， 得到負極彌散強化合金薄片；
復合加工將上述數(shù)千薄片復合、加工，實現(xiàn)材料組織纖維化，形成負極
棒材；
拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉制成所需尺寸。
高溫性能測試對比本發(fā)明的負極彌散強化鉑偶絲與普通鉑偶絲在高溫下 承受同等應力時斷裂壽命；
熱電動勢測試每巻偶絲，當參考端的溫度為0。C時，在不同試驗溫度測得 的熱電動勢應符合GB/T 1598的要求。
實施例一PtlOO%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命與普通鉑偶絲相當；每巻偶 絲，當參考端溫度為OX:，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598的要 求。
實施例二 Pt99.8%， Ti0.1%， Y0.1%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為鉑偶絲的116倍左右；每
巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T1598 的要求。
實施例三Pt99.6%， Zr0.2%， Y0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的118倍左右; 每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫虔測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例四Pt99.4%， Zr0.3%， Ca0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉬偶絲的120倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同拭驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例五Pt99.2%， Zr0.4%， Y0.4%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的123倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例六Pt99.0%， Zr0.5%， La0.5%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的125倍左右;每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例七Pt99.9%， Zr0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的134倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測搏的熱電動勢符合GB/T 1598
的要求。
實施例八Pt99.8%， Ti0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的128倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例九Pt99.7%， Zr0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的119倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十Pt99.6%， Ti0.4%。
技術性能在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為鉑偶絲的130倍左右；每 巻偶絲，當參考端溫度為O'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T1598
的要求。
實施例H"^—: Pt99.5%， Zr0.5%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的135倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為O'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十二 Pt99.9%， Y0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的129倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十三Pt99.8%， Ca0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的108倍左右； 每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十四Pt99.7%， La0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的110倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測搏的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十五Pt99.6%， Y0.4%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的128倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十六Pt99.5%， La0.5%。技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的140倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十七Pt99.8%， Ti0.1%， Y0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的116倍左右; 每巻偶絲，當參考端溫度為0"C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例十八Pt99.6%， Zr0.10/o， Y0.2%， La0.1%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的118倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T1598 的要求。
實施例十九Pt99.4%， Zr0.2%， Ca0.2%， Y0.2%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的120倍左右; 每巻偶絲，當參考端溫度為0'C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例二十Pt99.2%， Zr0.3%， Y0.1%， La0.1%， Ca0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的123倍左右;
每巻偶絲，當參考端溫度為0°C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢符合GB/T 1598 的要求。
實施例二i"一 Pt99.0%， Zr0.25%， La0.15%， Y0.1%， Ti0.2%， Ca0.3%。
技術性能:在高溫下承受同等應力時的斷裂壽命為普通鉑偶絲的125倍左右；
每巻偶絲，當參考端溫度為0。C，在不同試驗溫度測得的熱電動勢狩合GB/T 1598 的要求。
采用本發(fā)明技術方案制造的熱電偶絲具有耐高溫，抗氧化，抗蠕變，抗污染， 抗腐蝕，熱電動勢穩(wěn)定，焊接性能好等優(yōu)點，測溫范圍大，最高可達170(TC， 而且偶絲直徑更細。
權利要求
1、一種彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲，包括正極和負極，其特征在于所述正極包括各組分及其重量百分比含量為銠12.87～13％；鋯0～0.5％；釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為余量；所述負極包括各組分及其重量百分比含量為鋯0～0.5％，釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為余量。
2、 根據(jù)權利要求1所述的彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲，其特征還在于 所述鋯、釔、鈣、鑭、鈦中的一種或幾種以氧化物納米粒子形式均勻彌散在熱 電偶合金中，添加金屬的氧化率大于99.5%。
3、 一種彌散強化鉑銠13—鉑熱電偶絲的生產方法，其特征在于包括如下 步驟(1) 配料按照銠12.87 13%;鋯:0~0.5%;爭乙:0~0.5%;鈣0~0.5%; 鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鉑為余量的重量百分比的配制正極原料；按照鋯 0~0.5%，釔0~0.5%; l丐0~0.5%;鑭0~0.5%;鈦0~0.5%;鈿為余量的重 量百分比的配比配制負極原料；(2) 真空熔煉將上述配制好的正極原料加入真空感應爐中，在壓力為2xl(T2~lxl(T5Pa，溫度為1860 190(TC的條件下真空熔煉，得到正極合金；將上 述配制好的負極原料加入真空感應爐中，在壓力為2xl(r2~lxl(T5Pa，溫度為 1770 180(TC的條件下真空熔煉，得到負極合金；(3) 澆注軋片將上述經過真空熔煉的液態(tài)合金分別澆注于鑄模中形成鑄 錠；然后在軋機上軋制出正極合金片材，負極合金片材；(4) 氧化處理將上述正極合金片材在800 1400。C下經60 150小時氧化 處理，得到正極彌散強化合金薄片；將上述負極合金片材在800 140(TC下經 80 180小時氧化處理，得到負極彌散強化合金薄片；(5) 復合加工將上述數(shù)千薄片復合、加工，實現(xiàn)材料組織纖維化，形成 正極及負極棒材；(6) 拉伸成型對上述棒材進行拉伸處理，拉制成所需尺寸。
4、 根據(jù)權利要求3所述的彌散強化鉑銠13-鉑熱電偶絲的生產方法，其特征 還在于所述的鑄模為水冷銅模。
全文摘要
本發(fā)明公開一種彌散強化鉑銠₁₃-鉑熱電偶絲，包括正極和負極，特征在于所述正極包括各組分及其重量百分比含量為銠12.87～13％；鋯0～0.5％；釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為余量；所述負極包括各組分及其重量百分比含量為鋯0～0.5％，釔0～0.5％；鈣0～0.5％；鑭0～0.5％；鈦0～0.5％；鉑為余量。所述彌散強化鉑銠₁₃-鉑熱電偶絲生產方法包括配料、真空熔煉、澆注軋片、氧化處理、復合加工、拉伸成型步驟。本發(fā)明的彌散強化鉑銠₁₃-鉑熱電偶絲使用壽命長、適應溫度高、抗污染能力強、使用成本低。
文檔編號C22C5/00GK101561322SQ20091002768
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月18日 優(yōu)先權日2009年5月18日
發(fā)明者俊 尹, 李樹屏, 熊雅玲 申請人:無錫英特派金屬制品有限公司