專利名稱：鋼水測溫用厚膜快速熱電偶及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種熱電偶及其制造方法，特別是一種測量鋼水溫度的厚膜型熱電偶及其制造方法。
鋼水測溫是煉鋼過程中控制材料成份和保證冶煉質量的關鍵環(huán)節(jié)。目前我國冶金行業(yè)用于鋼水測溫的快速熱電偶主要分為快速鉑銠熱電偶和快速鎢錸熱電偶兩大類；由于鉑銠熱電偶生產(chǎn)的時間較早、工藝穩(wěn)定可靠和大部分鋼廠的使用習慣，目前鋼水測溫鉑銠快速熱電偶仍占絕對優(yōu)勢的市場份額，達70％以上。我國是一個鉑銠貧乏國，80％以上的鉑銠原料依靠進口，不僅需要大量的外匯支出，而且鉑銠原料的國際價格波動非常大，上漲幅度嚴重，給我國的冶金企業(yè)增加了不少的經(jīng)濟負擔。
目前國內鋼水測溫鉑銠快速熱電偶的制造方法是將工業(yè)用Rt-PtR10和PtRh6-PtRn30熱電偶絲裁剪成需要的長度，經(jīng)過清洗和退火處理，然后手工將熱電絲的正極和負極用電弧焊或氫氧焰焊接成感溫熱電偶熱端，再纖焊上專用補償導線加裝上保護外套構成快速熱電偶。這種制造方法存在著如下的缺點1．全過程完全是手工操作，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，為了降低貴金屬材料消耗，普遍采用0.07mm或更細的絲材，進一步增加了操作難度。
2．貴金屬材料消耗大，成本高。目前我國鋼水測溫用貴金屬材料消耗每年為200Kg以上。
3．由于是手工操作，難免出現(xiàn)假焊，產(chǎn)品可靠性低。
本發(fā)明的目的就是提供一種結構簡單、成本低、工作穩(wěn)定可靠的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶。
本發(fā)明的另一目的是提供該鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法。
本發(fā)明的目的是通過這樣的技術方案實現(xiàn)的，它是在陶瓷基片上設置有兩條材料相異并彼此相連通的鉑膜或鉑銠膜，陶瓷基片上焊有分別與兩條鉑膜或鉑銠膜連通的補償導線。
該鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法按如下的制造工藝制成的1)將微細鉑粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體用研缽或軋機混合成均勻的鉑漿料；2)將微細鉑銠合金粉、或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體用研缽或軋機混合成均勻的鉑銠漿料；3)將配制好的鉑漿料或鉑銠漿料，用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到陶瓷基片上，烘干后，在高溫下對其進行燒結，漿料中的金屬成份熔化成帶狀，由漿料中的玻璃粉熔化后粘結到陶瓷基片上，形成鉑膜或鉑銠膜，即是熱電偶的正極和負極，熱電偶的正極是由鉑漿料或鉑銠漿料制成，熱電偶的負極是由銠的含量與熱電偶的正極中的銠的含量相異的鉑銠漿料制成；4)在燒制好熱電偶感溫體的正極和負極上，釬焊上專用的補償導線，然后裝入普遍采用的保護組件中，即成為厚膜熱電偶。
由于采用了上述技術方案，本發(fā)明具有結構簡單和工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點，依據(jù)本發(fā)明的方法所制得的厚膜快速熱電偶，可以實現(xiàn)機械化操作，提高生產(chǎn)效率；以厚膜導體代替絲材導體，減少貴金屬材料的消耗，從而顯著降低生產(chǎn)成本；由于高溫燒結熔化鉑粉和鉑銠粉以形成厚膜導體，避免絲材的假焊。
本發(fā)明的


如下圖1為本發(fā)明的結構示意圖；下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明如圖1所示，本發(fā)明是在陶瓷基片1上設置有兩條材料相異并彼此相連通的鉑膜2或鉑銠膜2，陶瓷基片1上焊有分別與兩條鉑膜2或鉑銠膜2連通的補償導線3。
該鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法按如下的制造工藝制成的1)將微細鉑粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體用研缽或軋機混合成均勻的鉑漿料；2)將微細鉑銠合金粉、或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體用研缽或軋機混合成均勻的鉑銠漿料；3)將配制好的鉑漿料或鉑銠漿料，用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到陶瓷基片上，烘干后，在高溫下對其進行燒結，漿料中的金屬成份熔化成帶狀，由漿料中的玻璃粉熔化后粘結到陶瓷基片上，形成鉑膜或鉑銠膜，即是熱電偶的正極和負極，熱電偶的正極是由鉑漿料或鉑銠漿料制成，熱電偶的負極是由銠的含量與熱電偶的正極中的銠的含量相異的鉑銠漿料制成；一般情況下，鉑漿料制成的厚膜用作S型熱電偶和PtRn13熱電偶的正極，而用鉑銠漿料制成的厚膜用作B型熱電偶的正極。
4)在燒制好熱電偶感溫體的正極和負極上，釬焊上專用的補償導線然后裝入普遍采用的保護組件中，即成為厚膜熱電偶。
所述的微細鉑粉、微細銠粉或微細鉑銠粉是在鉑、銠或鉑銠的鹽溶液中，加入肼、甲酸、甲酸鈉等還原劑材料還原制得的。
所述的玻璃粉是以二氧化硅SiO2為骨架材料，加入適量的三氧化二硼B(yǎng)2O3、氧化鎂MgO、三氧化二鋁Al2O3、氧化鋇BaO等材料，經(jīng)熔化、水淬、磨碎而成。
所述的粘稠狀透明液體是以纖維素和松油醇為主體，加入適量的鄰苯二甲酸二丁酯、丁醇、檸檬酸三丁酯、對苯二酚、卡必醇等有機物質混合而成的。
所述的對漿料進行燒結的溫度是在1100℃～1400℃之間。
在所述的鉑漿料中，微細鉑粉、玻璃粉、粘稠狀透明液體按重量的比例為微細鉑粉是65～70，玻璃粉是4.0～5.0，粘稠狀透明液體是20～40。
在所述的鉑銠漿料中，微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體按重量的比例為微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉是65～70，玻璃粉是4.0～5.0，粘稠狀透明液體是20～40。
在微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉中，銠的含量可以為5％～7％，用這種微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉制作成熱電偶的正極。
在微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉中，銠的含量也可以為9％～11％，或者可以為12％～14％，或者可以為29％～31％，用這類微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉制作成熱電偶的負極。
實施例1用純鉑漿料制成厚膜熱電偶的正極，用含銠量為10.5％的鉑銠漿料制成厚膜熱電偶的負極，在1200℃的溫度下燒結成厚膜鉑銠熱電偶，其技術參數(shù)完全符合標準S型工業(yè)熱電偶(絲材)的溫度——熱電勢特性。
實施例2用純鉑漿料制成厚膜熱電偶的正極，用含銠量為13.7％的鉑銠漿料制成厚膜熱電偶的負極，在1250℃～1300℃的溫度下燒結成厚膜鉑銠熱電偶，其技術參數(shù)完全符合Pt-PtRh13工業(yè)熱電偶(絲材)的溫度——熱電勢特性。
實施例3用含銠量為6％的鉑銠漿料制成厚膜熱電偶的正極，用含銠量為31％的鉑銠漿料制成厚膜熱電偶的負極，在1350℃～1400℃的溫度下燒結成厚膜鉑銠熱電偶，其技術參數(shù)完全符合標準B型工業(yè)熱電偶(絲材)的溫度——熱電勢特性。
權利要求
1．一種鋼水測溫用厚膜快速熱電偶，其特征在于在陶瓷基片(1)上設置有兩條材料相異并彼此相連通的鉑膜(2)或鉑銠膜(2)，陶瓷基片(1)上焊有分別與兩條鉑膜(2)或鉑銠膜(2)連通的補償導線(3)。
2．如權利要求1所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于它是按如下的制造工藝制成的1)將微細鉑粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體用研缽或軋機混合成均勻的鉑漿料；2)將微細鉑銠合金粉、或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體用研缽或軋機混合成均勻的鉑銠漿料；3)將配制好的鉑漿料或鉑銠漿料，用絲網(wǎng)印刷的方法印刷到陶瓷基片上，烘干后，在高溫下對其進行燒結，漿料中的金屬成份熔化成帶狀，由漿料中的玻璃粉熔化后粘結到陶瓷基片上，形成鉑膜或鉑銠膜，即是熱電偶的正極和負極，熱電偶的正極是由鉑漿料或鉑銠漿料制成，熱電偶的負極是由銠的含量與熱電偶的正極中的銠的含量相異的鉑銠漿料制成；4)在燒制好熱電偶感溫體的正極和負極上，釬焊上專用的補償導線，然后裝入普遍采用的保護組件中，即成為厚膜熱電偶。
3．如權利要求2所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于微細鉑粉、微細銠粉或微細鉑銠粉是在鉑、銠或鉑銠的鹽溶液中，加入肼、甲酸、甲酸鈉等還原劑材料還原制得的。
4．如權利要求2所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于玻璃粉是以二氧化硅SiO2為骨架材料，加入適量的三氧化二硼B(yǎng)2O3、氧化鎂MgO、三氧化二鋁Al2O3、氧化鋇BaO等材料，經(jīng)熔化、水淬、磨碎而成。
5．如權利要求2所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于粘稠狀透明液體是以纖維素和松油醇為主體，加入適量的鄰苯二甲酸二丁酯、丁醇、檸檬酸三丁酯、對苯二酚、卡必醇等有機物質混合而成的。
6．如權利要求2所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于燒結溫度是在1100℃～1400℃之間。
7．如權利要求2、3、4、5、6所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于鉑漿料中，微細鉑粉、玻璃粉、粘稠狀透明液體按重量的比例為微細鉑粉是65～70，玻璃粉是4.0～5.0，粘稠狀透明液體是20～40。
8．如權利要求2、3、4、5、6所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于鉑銠漿料中，微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉與玻璃粉、粘稠狀透明液體按重量的比例為微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉是65～70，玻璃粉是4.0～5.0，粘稠狀透明液體是20～40。
9．如權利要求8所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于在微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉中，銠的含量為5％～7％，用作熱電偶的正極。
10．如權利要求8所述的鋼水測溫用厚膜快速熱電偶的制造方法，其特征在于在微細鉑銠合金粉或者微細鉑粉和微細銠粉的混合粉中，銠的含量為9％～11％，或者為12％～14％，或者為29％～31％，用作熱電偶的負極。
全文摘要
一種鋼水測溫用厚膜快速熱電偶及其制造方法,它是以微細鉑粉、微細銠粉或者微細鉑銠合金粉為原料,均勻混入玻璃粉和粘稠狀透明液體而制成印刷漿料,將該漿料通過絲網(wǎng)印刷技術印刷到陶瓷基片上,烘干后,進行高溫燒結,使其在陶瓷基片上形成厚膜感溫體,并在厚膜感溫體上釬焊兩根補償導線,以形成厚膜快速熱電偶。本發(fā)明具有結構簡單和工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點,提高快速熱電偶的生產(chǎn)效率,節(jié)省了貴金屬材料,顯著地降低了制造成本。
文檔編號G01K7/02GK1303004SQ0110715
公開日2001年7月11日 申請日期2001年2月20日 優(yōu)先權日2001年2月20日
發(fā)明者楊機貴 申請人:重慶儀表材料研究所