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关于制作热电偶的材料

发布时间:2017-08-10 10:07:53  浏览次数:

       热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件,是由两种不同成分的导体两端接合成回路时,当两接合点 热电偶温度不同时,就会在回路内产生热电流。如果热电偶的工作端与参比端存有温差时,显示仪表将会指示出热电偶产生的热电势所对应的温度值。热电偶的热电动热将随着测量端温度升高而增长,它的大小只与热电偶材料和两端的温度有关,与热电极的长度、直径无关。各种热电偶的外形常因需要而极不相同,但是它们的基本结构却大致相同,通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成,通常和显示仪表,记录仪表和电子调节器配套使用。

       用于制作热电偶测温元件的材料。主要为金属材料,也有非金属材料,如石墨。1821年,塞贝克(T.J.Seebeck)发现:两种不同导体端点相接,并使两端结点处在不同的温度中,则在两导体组成的电路中产生电动势。热电偶是应用这种热电效应原理制成的测量温度的元件。(含铑为10%的铂合金与铂组成的热电偶)热电偶在1885年首先研制成功,1890年前后获得实际应用。Fe/(Cu-43Ni)热电偶于1910年开始使用,(Ni-10Cr)/(Ni-3Mn-2Al-1Si) 热电偶在第一次世界大战期间获得工业应用。

       金属的热电性同化学成分和组织结构有关。热电偶材料通常要求化学成分均匀(包括不同批号生产的材料之间以及单根丝沿长度方向的均匀性),使用过程中性能稳定并不受环境污染,使用温度范围较宽,高温强度良好,容易加工成型,价格便宜等。

       广泛使用的热电偶有铂铑/铂热电偶,镍铬/镍硅(铝)热电偶,镍铬/康铜热电偶,铁/康铜热电偶和铜/康铜热电偶等。这些品种具有优异的综合性能,已被中国和其他国家列为标准热电偶产品。

       除了上述标准热电偶,还发展出特殊条件下使用的非标准热电偶。钨铼热电偶是60年代发展起来的一种高温热电偶,有W/(W-26Re),(W-3Re)/(W-25Re),(W-5Re)/(W-26Re)和(W-5Re)/(W-20Re)等。长期使用温度为2000~2400℃,短期使用最高可达3000℃。在低温热电偶中,(Au-2.1Co)/Cu热电偶,在10K以上的热电势率大于10μV/K;金中含有微量(约0.07原子百分比)铁的合金与镍铬合金组成的热电偶,在液氦温度(4K)的热电势率大于10μV/K,都是较好的。


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