调质处理对标准铂铑热电偶

2012-10-17 15:18:42来源: 互联网

本人在多年的高温贵金属热电偶检定工作中,积累了大量的数据资料,从中发现有些新制的标准热电偶,尤其是标准铂铑30-铂铑6热电偶,在检定周期内仅用了几次,示值就超差了,其热电性能改变了许多。表1和表2列出一些有代表性的数据。标准铂铑10-铂热电偶因为有一个电极是纯铂,热电性能相对稳定,但其新制的或使用中的也同样发生变化。究其原因,存在以下几个方面的问题。

  1 杂质对标准热电偶的污染

  (1)新制的标准热电偶,在裸丝进行冷加工(冷轧、冷拉)时,由于轧辊和拉丝模具的磨损,造成了一些金属粉末残留在偶丝表面上,污染热电极。另外在上述加工时,使用的润滑油和冷却剂,由于冷加工产生的温升,使这些油脂还会分解产生碳、硫、铁等,进一步污染了热电极。也就是说标准热电偶与周围环境的材料或其中的杂质产生化学变化,可能改变热电偶合金的成分,影响标准热电偶的热电稳定性。

  (2)经受高温的标准热电偶,由于高温蒸气(铀、碳)穿过绝缘管的缝隙而与偶丝接触,这些接触部分要发生严重的分度蜕变。

  (3)被检定的贵金属热电偶,由于使用在不同的环境,热电极表面可能被各种杂质污染,若清洗不充分,当用高一等级的标准热电偶对其进行检定时,就会不同程度受到污染。影响高一等级标准热电偶的热电稳定性。

  消除杂质对标准热电偶污染造成的影响,一般采取清洗的方法。

  无论是新制的还是使用中被检定的贵金属热电偶,在检定之前,均要进行严格的清洗。清洗的方法如下:

  (a)酸洗热电偶:酸洗热电偶是利用硝酸(硫酸)的氧化能力,除去新制的、使用中热电极表面的有机物和金属杂质。

  (b)硼砂清洗热电偶:使用中的热电偶用硼砂清洗,是除去残留在热电极表面上难溶于酸的金属杂质及氧化物。彻底清除热电极表面沾污的杂质,既消除了杂质对被检热电偶热电性能的影响,同时也防止检定中对高一等级标准热电偶的污染和腐蚀。

  此外,保护标准热电偶的双孔绝缘管的物理、化学稳定性要好,在使用过程中不产生对热电偶有害的气体;气密性(即气孔率小)要好,防止外部介质渗透到保护管内而使热电极损坏和变质。双孔绝缘管在使用前要用“王水”清洗,高温烘烤并标好正、负极的穿孔极性。如果绝缘管清洗不彻底,对于标准铂铑10-铂热电偶,极易污染铂极,使铂极纯度下降,热电动势值降低。如:标准铂铑10-铂热电偶穿上不洁净的双孔绝缘管,经退火后检定,在1 084·62℃温度点热电动势就不同程度上降低(2·9~5·9μV)。见表1所列数据。

  

 

  2 热电极化学成分发生偏析对标准铂铑热电偶热电稳定性的影响

  按规程要求,新制的标准铂铑热电偶,所考核的热电稳定性,只是短期稳定性,没有充分消除热电偶的内应力。所以,在检定周期内,尽管不经常使用,送检时,有一些标准铂铑热电偶,仍然会出现超差。特别是标准铂铑30-铂铑6热电偶,因为两根热电极都是铂铑合金二元系元素,而在600℃~800℃、1 150℃~1 350℃之间铑升华,蒸发的铑会使热电极直径变细,热电极之间不仅相互污染,还会使固溶体中铑的含量发生偏析,造成单极热电动势发生变化,进而改变了它的热电特性,影响了热电偶的稳定性,甚至超差。另外还发现,有些超周期不经常使用的标准热电偶,热电动势也发生变化,产生误差,这是时效误差。这些都与偶丝的材料没有进行长期稳定性的考核有关。

  下面是对新制的标准铂铑10-铂热电偶均匀性(温度点1 084·62℃)考核的一组数据(表2)。两对热电极各8·04m,分别剪成2·01m一对,按规程要求,经轴向退火制成标准热电偶8支,再经过径向退火后进行检定。发现这8支标准热电偶相互之间不均匀性,能达到4μV,相当于0·34℃,这就是热电极化学成分发生偏析造成的。

3 内应力对标准铂铑热电偶热电稳定性的影响

  所谓内应力是指拉制或使用标准热电偶过程中,热电极受到外力作用时,内部产生的对抗能力。它是影响标准铂铑热电偶热电稳定性的重要因素。在标准热电偶丝的冷加工制造及检定操作的过程中,都不同程度上附加了内应力,造成热电性能下降,给热电稳定性带来误差。由于标准偶丝弯折或拉伸而造成的冷加工,使热电极内部存在应力及晶格的不均匀性。根据国外有关文献报道,新制的铂铑热电偶在200℃~1 000℃范围内的误差约为8℃,而在相同条件下,经过轴向、径向退火后误差约为1℃,可以看出经过调质处理后,铂铑热电偶的误差减小,热电性能提高了。

  

 

  除去内应力的两种方法:

  (1)空气中吊丝退火,使热电极轴向受热均匀,附在热电极表面的低熔点金属杂质可以得到充分的挥发。消除在使用中产生的轴向应力。

  (2)炉内退火,使热电极径向受热均匀。消除由于轴向退火后,热电极径向温度受周围空气的影响不一致,冷却速度快,不易获得均匀组织,仍残存少量的径向应力及由于穿绝缘管时造成的内应力。

  只有经过合理、充分的退火,改善热电极的金相组织,消除热电极中的内应力,提高标准铂铑热电偶的热电稳定性,才能使标准铂铑热电偶达到检定规程的技术要求,确保标准铂铑热电偶在传递国际温标的过程中,作为传递温度量值的标准仪器。

关键字:调质  处理  铂铑  热电偶

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1017/article_17075.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
调质
处理
铂铑
热电偶

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved