PDF《减小铂铑热电偶丝不均匀热电动势》

1、 图2所示.

2 结果及讨论 2.

1 自然凝固条件下重熔次数对偶丝不均匀热电动势的 影响 采用图

1 所示工艺流程制备的铂铑热电偶丝不均匀热 电动势数据如表

2 所示. 从表

2 的数据可以看到 ,在自然凝 固的条件下 ,随着重熔次数的增加 ,采用高 (中) 频熔炼制 第30 卷第5期四川兵工学报2009 年5月备的偶丝不均匀热电动势逐渐减小 ,说明多次重熔有利于 合金成份均匀. 但当重熔次数增加到一定值后 ,偶丝不均 匀热电动势下降并不明显 ,仍然较大 ,这主要是由于铂、 铑 两种元素的熔炼、 密度相差较大(见表 3) ,熔融合金在坩埚 中自然凝固时 ,冷却速度慢 ,有充分时间产生成分偏析所 致. 图1自然凝固条件下的实验工艺流程 图2浇铸快速凝固条件下的实验工艺流程 表2自然凝固条件下重熔次数对偶丝不均匀热电动势的影响 重熔次数 不均匀热电动势( μ V) 高频熔炼法 PtRh10 PtRh13 PtRh30 PtRh6 中频熔炼法 PtRh10 PtRh13 PtRh30 PtRh6

0 25

30 23

40 22

20 20

35 1

23 25

20 33

20 20

18 25

2 20

21 18

25 18

16 16

20 3

19 20

17 23

16 16

15 19 表3铂、 铑的熔点和密度 材料名称 熔点( ℃ ) 密度(20 ℃ ) (g/ cm3 ) Pt

1 769 21.

46 Rh

1 960 12.

41 从表

2 的数据还可以看到 ,在重熔次数相同的条件下 , 采用中频熔炼法制备的偶丝其不均匀热电动势小于采用 高频熔炼法制备的同种偶丝的不均匀热电动势. 其原因可 分析如下. 根据感应电流透入深度公式 Δ=

5 095 ρ μ ・ f (cm) 式中 , f 为感应电流频率 ,μ为被加热材料的导磁率 ,ρ为 被加热材料的电阻系数. 由于高频感应电流频率大于

105 Hz ,因此透入深度小 , 仅集中于表面层 ,从而产生集肤效应 ,电磁搅拌力极弱 ,不 利于合金成份均匀 ;

而中频感应电流频率为

103 Hz ,其感应 电流透入深度大 ,电磁搅拌力强 ,有利于合金成份均匀[4] . 高(中) 频N次重熔、 自然凝固条件下制备的整卷偶丝 相对热电动势数据如表

4、 表5所示. 从表

4、 表5的数据可以看出 ,每种偶丝相邻两个检测 点之间的相对热电势值跳跃明显 ,整卷偶丝相对热电动势 值变化无规律可言 ,说明了高 (中) 频多次重熔虽然有助于 合金成分均匀 ,但由于自然凝固过程中冷却速度慢 ,合金 产生了成分偏析 ,从而造成偶丝不均匀热电动势较大. 2.

2 浇铸快速凝固条件下重熔次数对偶丝不均匀热电动 势的影响 为了提高冷却速度 ,减少成分偏析 ,设计了哈符式水 冷铜模. 高(中) 频多次重熔铂铑合金 ,再将熔融合金浇铸 入水冷铜模进行快速凝固. 采用此工艺流程制备的铂铑热 电偶丝不均匀热电动势数据如表

6 所示.

4 3 四川兵工学报从表

6 的数据可以看出 ,在浇铸快速凝固条件下 ,随着 重熔次数的增加 ,采用高(中) 频熔炼法制备的偶丝不均匀 热电动势逐渐减小. 在重熔次数相同的条件下 ,采用中频 熔炼法制备的偶丝的不均匀热电动势小于采用高频熔炼 法制备的同种偶丝不均匀热电动势 ,特别是当重熔次数达 到一定值后 ,中频熔炼法制备的偶丝不均匀热电动势明显 减小 ,取得了理想的结果. 这是由于中频多次重熔比高频 多次重熔更有利于合金成分均匀 ,熔炼完毕浇铸入水冷铜 模快速冷却 ,合金成分来不及偏析就凝固[5] . 因此采用中 频多次重熔、 浇铸快速凝固工艺制备的偶丝不均匀热电动 势将明显减小. 高(中) 频N次重熔、 浇铸快速凝固条件下制备的整卷 偶丝相对热电动数据如表