[發明專利]一種防腐蝕熱電偶

有效

• 申請號: 201810434420.9
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108981941B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 呂崇新
• 申請（專利權）人: 唐山市開平區天諾熱電偶廠
• 主分類號: G01K7/02
• 分類號: G01K7/02;G01K1/10
• 代理公司: 廣州海藻專利代理事務所(普通合伙) 44386
• 代理人: 張大保

本發明公開了一種防腐蝕鎢錸熱電偶，防腐蝕鎢錸熱電偶是由如下方法制備的：提供鎢錸熱電偶合金基體；在鎢錸熱電偶合金基體表面利用第一磁控濺射方法沉積金屬Al層；在金屬Al層表面利用第二磁控濺射方法沉積氧化鋁層；在氧化鋁層表面利用第三磁控濺射方法沉積金屬Zr層；在金屬Zr層表面利用第四磁控濺射方法沉積硼化鋯層；在硼化鋯層利用第五磁控濺射方法沉積TiAlSiN層。本發明由于沉積了TiAlSiN層，使得薄膜鎢錸熱電偶硬度大幅度提高；膜層結構豐富，增加了過渡金屬層，使得膜層之間的結合力提高；濺射工藝先進，使得膜層之間的結合力提高，熱電偶抗氧化的能力更高。

技術領域

本發明屬于熱電偶技術領域，涉及一種防腐蝕熱電偶，尤其是一種防腐蝕鎢錸熱電偶。

背景技術

鎢錸熱電偶是一種性能優異的金屬熱電偶，它價格低可部分取代鉑銠熱電偶。我國鎢、錸資源豐富，熱電偶絲生產技術比較先進，因此我國的鎢錸熱電偶已廣泛應用于電子、冶金、化工、航空航天和原子能等領域。但是鎢錸絲在空氣中高溫工作時易被空氣中的氧氧化，當鎢錸絲被氧化，熱電偶測量溫度的精度必然也隨之降低。因此尋找到一種耐高溫氧化的薄膜材料對鎢錸熱電偶在高溫下的應用具有至關重要的作用。目前的薄膜材料研究中，氧化物薄膜具有抗氧化、熔點高、導熱系數低、耐磨耐腐蝕性能好、電絕緣等一系列優良性能，作為抗高溫氧化薄膜較為合適。

由于氧化物材料的優異特性，現有技術提出了利用氧化物在鎢錸熱電偶表面鍍敷氧化物層的技術，以此來提高鎢錸熱電偶的抗氧化性。但是該現有技術仍然存在如下缺陷：1、鍍敷層結構簡單，僅僅沉積氧化鋯和氧化鋁層并不能很好的阻隔氧氣；2、膜層硬度不夠，導致鎢錸熱電偶極易損壞；3、濺射工藝較差，導致合金膜與基片的結合力不夠強。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防腐蝕鎢錸熱電偶，從而克服現有技術的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種防腐蝕鎢錸熱電偶，其特征在于：防腐蝕鎢錸熱電偶是由如下方法制備的：提供鎢錸熱電偶合金基體；在鎢錸熱電偶合金基體表面利用第一磁控濺射方法沉積金屬Al層；在金屬Al層表面利用第二磁控濺射方法沉積氧化鋁層；在氧化鋁層表面利用第三磁控濺射方法沉積金屬Zr層；在金屬Zr層表面利用第四磁控濺射方法沉積硼化鋯層；在硼化鋯層利用第五磁控濺射方法沉積TiAlSiN層。

優選地，上述技術方案中，金屬Al層的厚度為10-20nm，第一磁控濺射方法具體為：采用直流磁控濺射，濺射溫度為200-300℃，濺射電流為0.5-1A，濺射功率為100-120W，氬氣流量為50-100sccm。

優選地，上述技術方案中，氧化鋁層的厚度為30-50nm，第二磁控濺射方法具體為：采用射頻濺射方法，濺射靶材為氧化鋁靶材，濺射溫度為400-500℃，濺射功率為300-350W，氬氣流量為50-100sccm。

優選地，上述技術方案中，金屬Zr層的厚度為10-20nm，第三磁控濺射方法具體為：采用直流磁控濺射，濺射溫度為300-350℃，濺射電流為1-1.5A，濺射功率為150-200W，氬氣流量為50-100sccm。

優選地，上述技術方案中，硼化鋯層的厚度為60-80nm，第四磁控濺射方法具體為：采用射頻濺射方法，濺射靶材為硼化鋯靶材，濺射溫度為400-500℃，濺射功率為500-600W，氬氣流量為50-100sccm。

優選地，上述技術方案中，TiAlSiN層厚度為100-120nm，第五磁控濺射方法采用單靶共濺射方法。