DE306359C - - Google Patents

Description

Unter den verschiedenen, für thermoelektrische Zwecke' benutzten Legierungen haben sich solche des Nickels verhältnismäßig bewährt, namentlich sind auch Thermoelemente aus Nickel und Chromnickel bekannt.

Insbesondere ist es nach Patent 302452 möglich gewesen, aus zwei verschiedenen Chromnickellegierungen, deren Zusammensetzung passend gewählt ist, Thermoelemente herzustellen, die mit guter Annäherung dieselbe Thermo kraftkurve ergeben wie das Le Chatelier-Pyrometer aus Platin-Platinrhodium,, das als· eine Art von Normalinstrument für Temperaturmessung angesehen werden kann und dadurch weiteste Verbreitung gefunden hat.

Im folgenden soll eine Verbesserung derartiger Legierungen beschrieben werden, die durch Zusatz von Kobalt als dritte Komponente zu den Chromnickellegierungen erhalten wurden.

Es handelt sich um eine sehr eigenartige Einwirkung der drei verschiedenen Komponenten bei wechselnder relativer Menge auf die thermoelektrischen Eigenschaften solcher Legierungen. Es gelingt nämlich, nicht nur innerhalb weiter Grenzen den absoluten Betrag der Thermo kr aft für eine bestimmte Temperatur vorzuschreiben, sondern gleichzeitig noch eine bestimmte erwünschte positive oder negative Krümmung der Thermokraftkurve zu' erreichen. ' Eingehende Untersuchungen haben gezeigt, daß ein Zusatz von Kobalt zu Chromnickellegierungen wesentlich gestaltverändernd auf die Thermokraftkurven dieser Legierungen einwirkt, und daß diese Einwirkung nicht allenfalls in gleichem Sinn bei allen Chromnickellegierungen erfolgt, sondern in ganz verschiedener Art und Weise je nach dem Chromgehalt der Legierungen. Auf Chromnickellegierungen, .die auf 100 Teile Nickel etwa 8 bis 12 Teile Chrom enthalten, wirkt Kobaltzusatz z. B. gleichmäßig herabdrückend auf die ganze Thermokraftkurve, so daß die Temperaturwerte der einen Legierung in die der anderen mit guter Annäherung durch Multiplikation mit einem konstanten Faktor, der kleiner als 1 ist, übergeführt werden können. Auf die Thermokraftkurve von Legierungen mit niedrigerem Chromgehalt, die gegen die Abszissenachse konkav sind (Während solche mit etwa 10 Prozent Chromgehalt nahezu geradlinig verlaufen und solche mit noch höherem Chromgehalt konvex gegen die Abszissenachse sind), wirkt Kobaltzusatz dagegen streckend ein, derart, daß die Thermo kraft unterhalb einer gewissen Temperatur kleiner, oberhalb einer gewissen Temperatur dagegen größer wird als die der Legierung ohne Kobaltzusatz. Die Thermokraftkurve der Legierung mit Kobaltzusatz bildet hier also gewissermaßen ^: eine weniger stark gekrümmte Sekante derer der Legierung ohne Kobaltzusatz. Man hat auf diese Weise die Gestalt der Thermokraftkurven der einzelnen Legierungen und naturgemäß noch viel mehr die von Paaren derartiger Legierungen weitgehend in der Hand, und es gelingt so bei-

spielsweise /Thermoelemente' ■.•■■fierzustel]^n*r...dje. im ganzen Bereich von'¹ 500 bis 1200 ° fast absolut-mit dem Plätin-JPlätmrhodium-Thermoelement übereinstimmen, 'jedenfalls aber nicht mehr als höchstens 5° davon abweichen. Unterhalb 500 ° macht sich die eigenartige Kurvenform mit zwei Wendepunkten; die das Nikel beispielsweise gegen Platin als Normalelektrode, zeigt, -etwas störend bemerkbar, so daß dort die Abweichungen bis etwa 15° betragen; jedoch kann dieses Intervall außer Betracht gelassen werden, da man sich zum Messen so niedriger Temperaturen nicht dieser Thermoelemente, sondern anderer Instrumente zu bedienen pflegt.

Ebenso kann man durch passende Wahl der Zusammensetzung solcher Chrom-Nickel-Kobalt-Legierungen Elemente von großer und nahezu absolut linearer Thermokraft oder auch solche mit einer gegen die Abszissenachse verschieden stark konvexen und endlich mit einer verschieden stark gegen die Abszissenachse konkaven Thermokraftkurve erzeugen. Man erhält so also entweder Elemente, deren Temperaturempfindlichkeit im ganzen Intervall, für das die Elemente überhaupt benutzt werden können, konstant.ist oder aber in einem Teil des Intervalls (etwa unter oder über 600 °) wesentlich größer als in dem anderen Teil des Intervalls ist. Dadurch läßt sich eine weitgehende Anpassung an die spezielle Art des jeweils aus-. zurüstenden Betriebs und günstigste Ausnutzung des jeweiligen Meßinstrumentes erreichen, indem entweder das ganze Temperaturintervall gleich-, mäßig über seine Skala verteilt ist oder aber dasjenige Temperaturgebiet den größten Teil der Skala einnimmt, auf das es im besonderen Fall vorwiegend ankommt.

Zugleich gibt die eingehende Untersuchung derartiger Legierungen auf Temperaturbeständigkeit noch folgendes ebenso wünschenswerte als merkwürdige Resultat:. während Nickel bei länger dauernden Erhitzungen beispielsweise ~auf 1300° so grobkristallin wird, daß es schon bei geringen mechanischen Beanspruchungen, wie sie auch bei in Montierurigen befindlichen Elementen beim häufigeren Erwärmen und Wiederabkühlen eintreten, zerbricht oder zerreißt, zeigt Chromnickel diese Eigenschaften bereits in merklich geringerem Maße. Die erwähnten Legierungen mit Kobaltzusatz übertreffen darin noch die Legierungen aus Chrom und Nickel allein, so daß auch Drähte, die durch längeres Erhitzen auf 1300° bis 1400 ° zu drei Viertel ihres Querschnittes oxydiert sind, im Innern noch eine Seele aus unzerstörtem Metall enthalten, das selbst mehrfaches Hin- und Herbiegen verträgt und weniger leicht zerreißt. Derartige Legierungen stellen also an sich bereits einen erheblichen technischen Fortschritt dar.

Claims (2)

P ATENT-Ansprüche:

1. Unedelmetall-Legierungen für Thermoelemente, die Chrom und Nickel enthalten, gemäß Patent 302452; dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Werte und' Gestalten der Thermokraftkurve durch Zusatz variabler Mengen Kobalt erreicht werden, wodurch man Thermoelemente von linearer oder verschieden stark konvexer oder auch konkaver Thermokraftkurve erhalten kann, wobei gleichzeitig eine bessere Haltbarkeit von durch Oxydation angegriffenen Drähten erzielt wird.

2. Thermoelemente aus Legierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Drähte aus Legierungen von N ekel und Chrom mit Kobalt in solchen Verhältnissen bestehen, daß eine Thermokraftkurve erzielt wird, die mit der des Platin- Platinrhodium-Thermoelementes zwischen 500 und 1300 ° besser übereinstimmt, als dies mit Legierungen aus Nickel mit Chrom allein erreicht werden kann.