[發明專利]一種用于溫差發電器的合金絲及其制備工藝

有效

• 申請號: 201810383429.1
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108486418B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 王伯偉;王政;蔡祥鳳
• 申請（專利權）人: 常州市潞城慧熱電子廠
• 主分類號: C22C19/03
• 分類號: C22C19/03;C22F1/10;C22C1/03;H01B1/02;B21C37/04
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 沈淼;劉乾幫

本發明涉及發電設備領域，特別涉及一種用于溫差發電器的合金絲及其制備工藝，解決了現有技術中利用燃氣進行發電的效率較低的問題，其技術方案要點是，一種用于溫差發電器的合金絲，采用鎳硅鎂合金制成，包括質量分數為3.5％?4％的硅，0.1％?0.5％的鈷，0.1％?0.3％的鐵，0.1％?0.3％的鎂，0.05％?0.2％的釔，0.1％?0.5％的鈮，0.1％?0.5％的釩，0.1％?0.25％的碳，其余為鎳，通過提高合金絲的耐熱性及高溫下的穩定性，提高了合金絲的熔斷溫度；同時，通過提高合金絲的抗氧化性，避免了由于氧化而帶來的合金絲阻值增大，確保了合金絲的導電性能良好。

技術領域

本發明涉及發電設備領域，特別涉及一種用于溫差發電器的合金絲及其制備工藝。

背景技術

發電是利用發電動力裝置將水能、化石燃料的熱能、核能以及太陽能、風能、地熱能、海洋能等轉換為電能。其中利用化石燃料的熱能發電的方式是使用最為普遍的一種方式，而現有的化石燃料發電的發電效率通常較低，同時也會產生一定的污染。

而燃氣發電是利用化石燃料發電中最穩定的發電方式之一，現有技術中的燃氣發電機組主要分為兩種，一種是聯合循環燃氣輪機，一種是燃氣內燃機，其共同點是將內能轉化為動能再轉化為電能的一種發電模式。而每一次能量間的轉換都會產生一定的能量損耗，而通過內能→動能→電能的發電方式，進行了兩次能量轉換，也就產生了兩次能量損耗，因而通常的發電效率小于50％，而冷熱電三聯發電系統由于其結構復雜，成本較高，在一些小型的發電站難以推廣使用。

為此，現有技術中，發明了溫差發電器，沒有轉動部件，體積小、壽命長，利用塞貝克效應，將熱能直接轉換成電能，從而提高了發電效率。在使用時，將一個p型溫差電元件和一個n型溫差電元件在熱端用金屬導體電極連接起來，在其冷端分別連接冷端電極，就構成了一個溫差單體或單偶。而連接p型溫差電元件和n型溫差電元件的金屬導體電極，常常由于在高溫條件下工作而發生熔斷，因而使用不便。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于溫差發電器的合金絲及其制備工藝，其優勢在于，高溫穩定性強，不易發生熔斷。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種用于溫差發電器的合金絲，采用鎳硅鎂合金制成，包括質量分數為3.5％-4％的硅，0.1％-0.5％的鈷，0.1％-0.3％的鐵，0.1％-0.3％的鎂，0.05％-0.2％的釔，0.1％-0.5％的鈮，0.1％-0.5％的釩，0.1％-0.25％的碳，其余為鎳。

通過采用上述技術方案，通過提高合金絲的耐熱性及高溫下的穩定性，提高了合金絲的熔斷溫度；同時，通過提高合金絲的抗氧化性，避免了由于合金絲內部氧化而帶來的合金絲阻值增大，確保了合金絲的導電性能良好。

通過加入硅和鎂，合金的表面容易形成硅鎂復合氧化膜，相對于普通的氧化鎂膜，致密度更大，抗氧化性極強；同時，鎂與硅形成了鎂硅二元合金，具有軟α-鎂和硬相硅，耐磨性能良好，溫度升高后不會產生強化溶解或聚集的現象，具有良好的耐熱性。

通過加入鐵后，提高了合金絲的韌性。

通過加入鎂后，極大的提升了用于溫差發電器的合金絲的抗氧化性，表面形成了致密的氧化鎂膜，尤其是在高溫狀態下，氧化鎂膜熱穩定性好，可防止氧化的持續進行；同時，鎂具有細化晶粒的效果，提高合金絲的耐高溫腐蝕能力。

通過加入釔，加速合金中鎂的擴散，提高了氧化鎂膜的形成速度；同時，在鎂釔氧化膜與合金基體的交界處，釔的氧化物呈樹枝狀向基體分布，起到“釘扎”作用，彌散分布的釔氧化物引起了空位陷阱效應，從而提高了氧化膜與基體的結合的強度，從而提高了合金的抗氧化性；與此同時，釔鎂復合氧化膜，相對于普通的氧化鎂膜，抗氧化性更強，穩定性更強，提高了合金絲的在高溫下的穩定性。