[發明專利]方法

在審

• 申請號: 201780055147.2
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN109690268A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: R·威爾金森
• 申請（專利權）人: 莊信萬豐股份有限公司
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王剛

本發明涉及Pt vs.RhPt熱電偶(例如R型或S型熱電偶)，并且涉及在使用中對該熱電偶的電性能進行改進。更具體地，提供了一種用于在氧化環境中使用Pt vs.RhPt熱電偶時減少該熱電偶的漂移的方法，其中該熱電偶的Pt臂是摻雜的鉑，該摻雜的鉑包含有效量的選自釔、鋯和釤的一種或多種摻雜劑。

技術領域

本發明涉及Pt vs.RhPt熱電偶，特別是在使用中對Pt vs.RhPt熱電偶的電性能進行改進。

背景技術

使用熱電偶來測量環境溫度，經常經過長時間并且在恒定溫度。使用純鉑(Pt)作為R型和S型熱電偶的陰性臂(limb)。非常純的鉑(Pt)在高溫弱化，經常是熱電偶斷路故障的原因。雖然向Pt臂中引入金屬合金元素會降低Pt臂故障的可能性，但是該金屬合金元素會對熱電偶的電性能產生不利影響。

熱電偶測量中錯誤的一個源頭是漂移(drift)，在這種情況中盡管溫度保持基本上恒定，但是獲得的電壓背離預期值經時變化。漂移通常由Pt臂的污染引起。污染會在使用中積累、獲得，或者源自熱電偶的銠-鉑合金(RhPt合金)臂。

銠漂移(也稱作“遷移”)是銠(Rh)從RhPt合金臂轉移到Pt臂。金屬轉移是可能的，因為氧化Rh在1200℃以上是揮發性的，并且氣體擴散或轉移到其發生冷凝的更低溫的區域。氧化銠不是非常穩定，一旦它分解，Rh金屬污染Pt臂。氧化Rh會經常呈現為覆蓋合金臂的黑色層。

EP2778639A(屬于Tanaka Kikinzoku Kogyo K.K.)描述了一種基于Pt vs.Pt-Rh的熱電偶，其中Pt絲含有0.02-0.5質量％的量的氧化鋯(Zr)，按分散在Pt絲中的Zr計。如下來制備Pt絲：通過在氧化鋯容器中使用氧化鋯球進行濕球磨，來將電中性的氧化鋯顆粒的分散體引入Pt粉中。一旦制得，在1700℃對金屬絲最終處理3小時，以確保氧化鋯的充分氧化并恢復該金屬絲的電性能。EP2778639A沒有公開也沒有教導如何在使用中使熱電偶整個壽命期間的漂移最小化。

US3696502(屬于Johnson Matthey&Company Limited)描述了一種用于制造分散體強化的金屬或合金的方法。

發明內容

本發明尋求克服與現有技術的熱電偶有關的不足。本發明提供了一種用于在Ptvs.RhPt熱電偶整個使用壽命期間從它得到基本上持續和可靠讀數的方法。在某些實施方案中，本發明提供了一種用于延長Pt vs.RhPt熱電偶的使用壽命的方法。

在一個方面中，本發明提供了一種用于在氧化環境中使用Pt vs.RhPt熱電偶時減少該熱電偶的漂移的方法，其中：

該熱電偶的Pt臂是摻雜的鉑，該摻雜的鉑包含：

(a)鉑；和

(b)有效量的選自釔、鋯和釤的一種或多種摻雜劑。

將理解的是，盡管在假定主要金屬是純鉑的情況下給出各元素的量，但是在實際情況中，鉑和摻雜劑可以含有對這些金屬通常預期的含量的雜質。

盡管熱電偶的臂中的各元素或元素的組合可以表示為范圍，但是該臂中元素的總重量百分比(wt％)至多100wt％。

熱電偶的Pt臂是摻雜的鉑?！皳诫s的”指的是有意地將有效量的微合金金屬元素釔、鋯和/或釤引入熱電偶級鉑中?！皳诫s”和“摻雜劑”相應地加以解釋。

“有效量”的一種或多種摻雜劑可以和將會根據所用的摻雜劑而變化。通常，“有效量”意味著在氧化氣氛中使用時獲得熱電偶的漂移可檢測或可觀察的減少所需的摻雜劑的量。

摻雜劑添加到的鉑可以是熱電偶級鉑，例如≥99.997wt％純，例如≥99.999wt％純。