各种热电偶特性

各种热电偶特性
发光墙镍铬硅—镍硅热电偶(分度号为N)是70年代由澳大利亚的Burley等人首先研制出来的。它是一种新型镍基合金测温材料,也是国际上近20年来在贱金属热电偶合金材料研究方面取得唯一的重大成果。有可能取代其余四扎种贱金属热电偶,目前正在引起人们的高度重视。它的主要特点是,在1300℃以下,高温抗氧化能力强,热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好,耐核辐射及耐低温性能也好。在-200~1300℃范围内,有全面取代贱金属热电偶与部分代替S热电偶的趋势。
蓝牙天线N型热电偶的主要特性有以下五点:
1、高温抗氧化能力强,长期稳定性好。针对K型热电偶镍铬极中Cr,Si元素择优氧化引起合金沉成分不均匀、热电动势漂移等问题,在N型热电偶的正极中增加Cr,Si含量使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变成外氧化,致使氧化反应仅在表面进行;又在负极中增添溶质元素Mg与Si,尽管Si含量增大要降低热电动势,但可使金属与氧化物间的钝化膜更加致密。并因Mg与Si择优氧化形成扩散势垒,阻止“绿蚀”现象向内部扩散,抑制进一步氧化发生。对在1200℃下经过1000h的K,N型热电偶的正极进行显微结构观察表明,K 型热电偶的氧化层很厚,近1mm,而N型热电偶却几乎看不到氧化膜的成长。又因K型热电偶负极中含有Mn,虽有调整热电动势的作用,但却极大地影响了它的高温稳定性。为此,N 型热电偶中不再添加Mn。因此,它的高温稳定性与使用寿命较K型热电偶明显提高。
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雷击测试2、在250~550℃范围内的短期热循环稳定性好。K型热电偶在上述温度范围内循环使用时,因其显微结构发生变化,形成短程有序结构(即所谓的K状态),致使其热电动势不稳定,而N型热电偶能消除此种短期不稳定性。在Ni-Cr二元合金中,Cr含量在5%~30%的范围内,存在着原子晶格结构的有序→无序转变,但在此成分范围内,有一个很小的区域,即Cr含量为14%~16%左右时,例如Cr含量为14.2%的镍铬硅合金,将不因结构上有序→无序的转变而引起热电动势值有较大的变化。实验结果也证明,无论是经退火或时效的N型热电偶样品,在250~550℃范围内的升降温过程中,热电动势的变化不超过10μV。
3、在250~550℃范围内抑制了磁性转变,不再出现热电动势明显地不规则变化。K型热电偶负极,约在170℃发生磁性转变,在Secheck系数与温度关系曲线上有拐点。为此,对N型热电偶的负极合金成分作了很大调整,基本上不含Mn,Al,Co元素,Si含量也有较大提高,从而抑制了新型合金的磁性转变,使其转变温度降到室温以下。因此,N型热电偶不会因磁性变化造成热电动势值偏离分度表。
4、在中子辐照环境下具有良好的稳定性。在中子积分通量小于1020/cm2的条件下,K
型热电偶具有良好的耐辐照能力,而N型热电偶在K型热电偶的基础上,又取消了易蜕变元素Mn,Co等,因此,N型教K热电偶具有更好的耐核辐照的能力。
5、在400~1300℃范围内,N型热电偶热电特性的线性比K型好。在400~1300℃范围内,N型热电偶
水溶性聚氨酯非线性误差仅占1300℃热电动势的0.4%,而K型热电偶在相同范围内的非线性误差占1300℃的1.75%,比N型热电偶大得多。当然N型热电偶与K型热电偶相比,在低温范围内(-200~400℃)的非线性误差较大,同时材料教硬,难于加工。
铑30-铂铑6热电偶(分度号为B)
该种热电偶是60年代发展起来的一种典型的高温热电偶。它的正极为含铑30%的铂铑合金(BP)负极为含铑6%的铂铑合金(BN)。因两极均为铂铑合金,故简称为双铂铑热电偶。
B型热电偶的特点是,在室温下热电动势极小(25℃时为-2μV,50℃时为3μV),故在测量时一般不用补偿导线,可以忽略参考端温度变化的影响。它的长期使用温度为160 0℃,短期使用温度为1800℃。铂铑6合金的熔点为1820℃,限制其使用温度上限。双铂铑热电偶的电动势率较小,因此,需配备灵敏度较高的显示仪表。
B型热电偶适宜在氧化性或中性气氛中使用,也可以在真空环境下短期使用,即使在还原性气氛下使用,其寿命也是R、S型热电偶的10~20倍。因R及S型热电偶在高温下,将发生铂铑正极向负极扩散的现象,引起热电偶劣化,为了防止上述现象的发生,在铂中添加铑制成铂铑合金,不仅可以改善耐热性能,而且还可以提高合金对铂的热电动势率。当铑含量在20%以下时,铂铑合金对铂的热电动势急增,但超过此值,随铑含量的增加,变化不大,且显著硬化,加工困难。故此类合金中铑含量不能超过40%(重量比)。
铂铑合金比纯铂的晶粒长度倾向小,而且,随铑含量的增多而减少,并可使热电性能更稳定,机械强度更高。因此,双铂铑热电偶在1800℃的高温测量中得到广泛应用。双铂铑热电偶的分度号以前为LL-2,现为B。
铂铑10-铂铑热电偶(分度号为S)
自1885年Le-chatelier发明铂铑10-铂铑热电偶以来,已有100多年的历史,对其性能及制造工艺曾作过详细研究。该种热电偶正极的明义成分为含铑10%的铂铑合金(代号为SP),负为纯铂(代号为SN)。
该种热电偶的特点是热电性能稳定、抗氧化性强,宜在氧化性、惰性气氛中连续使用。长期使用温度为1400℃,超过此温度时,即使在空气中,纯铂丝也将因再结晶致使晶粒粗大。故长期使用温度限定在1400℃以下,短期使用温度为1600℃。在所有的热电偶中,它的准确度等级最高,通常用作标准或作为测量高温的热电偶,它的使用温度范围广、均质性及互换性好。
S型热电偶的缺点是价格昂贵,电极丝直径很细(0.35~0.5mm),机械强度较低;与其它热电偶相比,它的热电势比较小,热电动势率平均为9μV/℃,因此需配用灵敏度高的显示仪表;该种热电偶不适合于在还原性气氛或含金属蒸气的条件下使用,尤其应避免接触有及CO等等。在真空下只能短期使用。铂在不太高温度下易发生再结晶及机物、铁、硅、H
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线型灯晶粒长大现象,不仅使高温强度降低,而且容易引起污染,致使热电偶性能不稳定。铂铑1 0-铂热电偶的分度以前为LB-3,现为S。
铂铑13-铂铑热电偶(分度号为R)
该种热电偶的正极为含铑的铂铑合金(RP),负极为纯铂(RN)。同S型热电偶相比,它的热电动势率大15%左右,其它性能几乎完全相同。该种热电偶在日本产业界,作为高温热电偶用得最多,但在1981年以前的日本工业技术标准(JIS)中铂铑合金的铑含量为12. 8%,同现行的R型热电偶相比,在1550℃下,其热电动势约低100μV,这点请注意。在真空、还原或含金属蒸气的条件下使用,均要受到玷污。长期使用温度一般不应超过1400℃。

本文发布于:2024-09-21 14:38:33,感谢您对本站的认可!

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