CH307385A - Insbesondere für die negative Komponente von Thermoelementen geeignete Legierung. - Google Patents

Description

      Insbesondere    für die negative Komponente von     Thermoelementen    geeignete Legierung.    Für     thermoelektrische    Elemente mit hoher       Thermokraft    werden oft Legierungen auf     Nik-          kelbasis    verwendet, wobei die positive Kompo  nente des     Thermoelementes    (d.     h:

      diejenige  Komponente des     Thermoelementes,    die beim  Erhitzen der Verbindungsstelle zwischen den  beiden Metallen positiv elektrisch wird) aus  einer Nickellegierung mit einem Chromgehalt  von etwa     101/o    und mit variierenden Mangan  und     Siliciumgehalten    besteht.

   Die negative  Komponente des     Thermoelementes    (d. h. die  jenige Komponente des     Thermoelementes,    die  beim Erhitzen der     Verbindungsstelle    zwischen  den beiden Metallen negativ elektrisch wird)  besteht gewöhnlich aus einer Legierung mit       95%        Nickel        und        dem        Rest        aus        variierenden     Mengen von Aluminium, Mangan und Sili  cium.

   Die elektromotorische Kraft der einzel  nen Komponenten des     Thermoelementes    kann  durch kleinere Veränderungen in der Zusam  mensetzung verändert werden und wird im  allgemeinen so abgestimmt, dass die     elektro-          motorisehe    Kraft des     Thermoelementes    bei  verschiedenen Temperaturen mit gewissen  standardisierten Werten übereinstimmt. So  wurden zum Beispiel in USA.     @    im  National       Bureau    of Standards Research     Paper        RP    767   Standardtabellen aufgestellt.

   Die standardi  sierten Werte der     Thermokraft    ermöglichen  eine generelle Anwendung von     Messinstrumen-          ten    mit fester Gradeinteilung in     Millivolt    oder  Temperaturgraden.    Es ist wichtig, dass die beiden Komponen  ten des     Thermoelementes    ausser den erforder  lichen     thermoelektrischen    Eigenschaften auch  eine möglichst hohe Hitzebeständigkeit besit  zen.  



  Die maximale Anwendungstemperatur in  oxydierenden Atmosphären ist für bisher her  gestellte     Thermoelementtypen    teils wegen der       Zunderbildung    des Materials, teils wegen der  Veränderung der     theranoelektrischen    Kraft,  hervorgerufen durch Oxydation von in der  Legierung vorhandenen Stoffen, und teils  durch den Schmelzpunkt der Legierung be  grenzt.  



  Die maximale Anwendungstemperatur des       Therinoelementes    wird durch die Zusammen  setzung des Materials bestimmt und kann in  bedeutendem Grade durch kleinere Zusätze  gewisser Legierungselemente beeinflusst wer  den. So kann zum Beispiel die Hitzebeständig  keit der positiven Komponente durch die Bei  mischung von     Zirkonium    bedeutend verbessert  werden. Der bisher hergestellte     Legierungstyp     für die negative Komponente des     Thermoele-          mentes    erreicht in dieser Hinsicht nicht den  gleichen Wert wie die positive Komponente,  wodurch die höchste Anwendungstemperatur  des     Thermoelementes    begrenzt wird.

   Der prak  tische Bedarf hat somit zum Versuch geführt,  eine Legierung mit geeigneter     Thermokraft     herzustellen, die als negative Komponente in       Therinoelementen    mit hoher     Thermokraft    an  gewendet werden kann und deren Hitzebestän-           digkeit    bedeutend besser ist als die der bisher  hergestellten Legierungen.  



  Die vorliegende Erfindung betrifft daher  eine insbesondere für die negative Kompo  nente von     Thermoelementen    geeignete Legie  rung, die eine hohe     Thermokraft        ergibt    und,  verglichen mit den bisher für diesen Zweck  verwendeten Legierungen, eine erhöhte ther  tnische Beständigkeit besitzt, welche mit der  jenigen von Legierungen, insbesondere     Zir-          konlegierungen,    die für die positive Kompo  nente von     Thermoelementen    verwendet wer  den, praktisch übereinstimmt.

   Die Legierung  gemäss der Erfindung ist eine Nickellegierung  mit     Siliciumzusatz,    die dadurch     gekennzeich-          net        ist,        dass        sie        bis        zu    3     %        Silicium        sowie        höch-          stens    20/a mindestens eines     Metalles,

      das bei       einer        Änderung        seiner        Menge        um        0,01%        eine     Änderung von höchstens 0,4     Millivolt    in der       Thermokraft    gegenüber Platin verursacht,  enthält.  



  Als Beispiele von Metallen, die die     Thermo-          kraft    in der angegebenen Weise beeinflussen,  sind Kobalt, Eisen, Titan,     Zirkonium,    Tautal,  Kupfer, Chrom, Wolfram,     Molybdän,    die     Erd-          alkalimetalle    und die seltenen Erdmetalle zu  nennen. Durch Zusatz dieser Metalle in relativ  geringen Mengen wird ein mässiger Einfluss  auf die     thermoelektrische    Kraft ausgeübt, die  dadurch     genauestens    festgelegt werden kann.  



  Der Legierung können     geeigneterweise     auch solche Metalle beigefügt werden, die die  Bearbeitungsfähigkeit der Legierung und/  oder deren Widerstandskraft gegen Angriff  durch Gase erhöhen, z. B. Mangan in einer  Menge bis zu 3 0/0.  



  Das Verhältnis zwischen der     Siliciummenge     und der Menge der Zusatzmetalle, die einen  gemässigten Einfluss auf die     Thermokraft    aus  üben, kann so gewählt werden, dass die       Thermokraft    eines     Thermoelementes    mit den  in den bereits erwähnten Standardtabellen  angeführten     Werten    übereinstimmt und man  gleichzeitig eine hohe Hitzebeständigkeit er  hält. Untersuchungen haben gezeigt, dass allzu  niedrige     Siliciumgehalte,    z.

   B. von weniger als       1,5%,        für        den        fraglichen        Zweck        nicht        sehr     geeignet sind, da weder geeignete Thermo-         krafteigenschaften    noch bestmögliche Hitze  beständigkeit erhalten werden.  



  Im folgenden sind einige Beispiele geeig  neter Legierungszusammensetzungen gemäss  der vorliegenden Erfindung angeführt, wobei  die Mengen in Prozenten angegeben sind und  der Rest bis auf     100 /o    aus     Niekel    besteht.  
EMI0002.0056     
  
    Beispiel <SEP> Beispiel <SEP> Beispiel <SEP> Beispiel
<tb>  1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4
<tb>  Si <SEP> 2,0-2,5 <SEP> 2,2-3,0 <SEP> 2,0 <SEP> -3,0 <SEP> 2,3 <SEP> -2,8
<tb>  Co <SEP> 0,2-0,6 <SEP> 0,2-0,4 <SEP> 0,1 <SEP> -0,4
<tb>  Fe <SEP> 0,1 <SEP> -0,3
<tb>  Ti <SEP> 0,1-0,3 <SEP> 0,1 <SEP> -0,3
<tb>  Zr <SEP> 0,05-0,15
<tb>  Be <SEP> 0,1 <SEP> <B>-0,3</B>
<tb>  Ce <SEP> <B>9,05-0,25</B>

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Insbesondere für .die negative Komponente von Thermoelementen geeignete Nickellegie rung mit Siliciumzusatz, dadurch gekenn- zeichnet, dass sie bis zu 3 % Silicium sowie höchstens 2 % mindestens eines Metalles, das bei einer Änderung seine Menge um 0,

   010/0 eine Änderung von höchstens 0,4 Millivolt in der Thermokraft gegenüber Platin verursacht, enthält. UNTERANSPRü CHE 1. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Kobalt ist.. 2. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Eisen ist. 3. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Titan ist.. 4.

   Legierung gemäss Patentansprueh, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Zirkonium ist. 5. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Tautal ist. 6. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Kupfer ist. 7. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Chrom ist. S.

   Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Wolfram ist. 9. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall Molybdän ist. 10. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall ein Erdalkalimetall ist. 11. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das die Thermo- kraft verändernde Metall ein seltenes Erd metall ist. 12.

   Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Siliciumgehalt mindestens 1,5 % beträgt. 13. Legierung gemäss Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sie ausserdem Man- gan in einer Menge von höchstens 3 % enthält.