JPS63169081A - 炭化けい素と炭素からなる熱電対 - Google Patents
炭化けい素と炭素からなる熱電対Info
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- JPS63169081A JPS63169081A JP62000600A JP60087A JPS63169081A JP S63169081 A JPS63169081 A JP S63169081A JP 62000600 A JP62000600 A JP 62000600A JP 60087 A JP60087 A JP 60087A JP S63169081 A JPS63169081 A JP S63169081A
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- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は材料として炭化けい素と炭素とを用いた高温用
の熱電対に関するものである。
の熱電対に関するものである。
熱電材料としＣ用いられている炭化けい素体は、また保
護管としての役割をも果たしているので、該熱電対は酸
化雰囲気中２０００℃以上の高温でも測温が可能である
。
護管としての役割をも果たしているので、該熱電対は酸
化雰囲気中２０００℃以上の高温でも測温が可能である
。
工業用の測温装置として熱電対は古くから広く用いられ
て来た。１８００℃までの測温には白金／ロジウム系な
ど各種の金属熱電対があり、酸化雰囲気中・不活性雰囲
気中での測温に利用されている。
て来た。１８００℃までの測温には白金／ロジウム系な
ど各種の金属熱電対があり、酸化雰囲気中・不活性雰囲
気中での測温に利用されている。
１８００ ’Ｃ以上の高温になるとイリジウム／ロジウ
ム系合金を使った熱電対が２０００℃まで、タングステ
ン／レニウム系合金が２４００℃までの測温か可能であ
る。しかし、上記二種類の金属熱電対は、不活性雰囲気
および還元性雰囲気中での測温には適するが、酸化雰囲
気中では使用できない。
ム系合金を使った熱電対が２０００℃まで、タングステ
ン／レニウム系合金が２４００℃までの測温か可能であ
る。しかし、上記二種類の金属熱電対は、不活性雰囲気
および還元性雰囲気中での測温には適するが、酸化雰囲
気中では使用できない。
ファイン・セラミックスは近年ブームをよび、関連製品
の総売上は全世紀末には五兆円にもなると予想されてい
る。ファイン・セラミックスが従来の窯業製品と異なる
のは微構造が制御されている点にあり、より高密度化・
緻密化させることが一般的な傾向となっている。緻密化
を図るための手段は様々あるが、高温焼結は中でも重要
なプロセスであり、炉内で２０００℃以上の温度で加熱
することもまれではない。高温焼結において問題となる
のが炉内温度の測定方法と測定器具である。
の総売上は全世紀末には五兆円にもなると予想されてい
る。ファイン・セラミックスが従来の窯業製品と異なる
のは微構造が制御されている点にあり、より高密度化・
緻密化させることが一般的な傾向となっている。緻密化
を図るための手段は様々あるが、高温焼結は中でも重要
なプロセスであり、炉内で２０００℃以上の温度で加熱
することもまれではない。高温焼結において問題となる
のが炉内温度の測定方法と測定器具である。
測温器具としては熱電対が一般によく用いられるが、前
記したように２０００℃以上の高温で使用可能な熱電対
は、タングステン／レニウム系合金を使用したものなど
ごくわずかである。更に、該金属熱電対は攻撃性の媒体
による打１傷および作用から材料を保護するために、熱
電対全体をガス不透過性の保護管で覆う必要がある。加
えて２０００°Ｃ以上の高温では材料の昇華、再結晶、
脆化が促進されるために寿命も短い。したがって金属熱
電対に関して、指示する温度が安定であるのは１８００
℃ないし２０００℃までであり、２０００℃以上の温度
で使用可能なセラミックス系熱電対の開発が望まれてい
た。
記したように２０００℃以上の高温で使用可能な熱電対
は、タングステン／レニウム系合金を使用したものなど
ごくわずかである。更に、該金属熱電対は攻撃性の媒体
による打１傷および作用から材料を保護するために、熱
電対全体をガス不透過性の保護管で覆う必要がある。加
えて２０００°Ｃ以上の高温では材料の昇華、再結晶、
脆化が促進されるために寿命も短い。したがって金属熱
電対に関して、指示する温度が安定であるのは１８００
℃ないし２０００℃までであり、２０００℃以上の温度
で使用可能なセラミックス系熱電対の開発が望まれてい
た。
高温測定に関して有効な第二の手法として放射温度計が
ある。放射温度計は、３０００℃の測温。
ある。放射温度計は、３０００℃の測温。
でも可能である。しかしながら高温の炉内で発生するガ
スの影舌や、高温での測定物の放射率の変化など放射温
度計にも解決すべき問題点は多く、接触型の高温用熱電
対が要望される一因となっている。
スの影舌や、高温での測定物の放射率の変化など放射温
度計にも解決すべき問題点は多く、接触型の高温用熱電
対が要望される一因となっている。
以上の条件を満たす熱電対として、炭化けい素と炭素を
材料として使ったものが開示されている。
材料として使ったものが開示されている。
炭化けい素と炭素を組み合わせれば高温で大きな起電力
が生じることは、たとえば次の文献にあられれている。
が生じることは、たとえば次の文献にあられれている。
ｒＴｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ Ｆｕｒｎａｃｅ ｆｏｒ
Ｄｅｖｉｃｅ Ｆａｂｌｉｃａｔｉｏｎ ｊ（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ ５ｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅ １９５９ ） しかしながら上記の文献で報告されている測温方法は、
パイレックスガラス容器中に封入された炭素ルツボを誘
導加熱させた上で、炭素ルツボと該炭素ルツボに接触さ
せた炭化けい素ロッドから起電力をとりだすという、い
わば研究を目的とした装置であり、工業用の測温器具に
は適さないものといえる。
Ｄｅｖｉｃｅ Ｆａｂｌｉｃａｔｉｏｎ ｊ（Ｐｒｏ
ｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ｏｎ ５ｉｌｉｃｏｎＣａｒｂｉｄｅ １９５９ ） しかしながら上記の文献で報告されている測温方法は、
パイレックスガラス容器中に封入された炭素ルツボを誘
導加熱させた上で、炭素ルツボと該炭素ルツボに接触さ
せた炭化けい素ロッドから起電力をとりだすという、い
わば研究を目的とした装置であり、工業用の測温器具に
は適さないものといえる。
すなわち本発明の炭化けい素と炭素からなる熱電対は、
片方の脚部が管状であり、他方の脚部が該管内に同心的
に配置されたロッドとして形成され、かつ一端で導電的
に接続されており、酸化雰囲気中で使用されることを考
慮して外側の管が炭化けい素、内側の口・ノドが炭素で
あることを特徴とする。外側の炭化けい素管は保護管と
しての役割も同時に果たし、外側の炭化けい素管と内側
の炭素ロッドの間に必要により不活性ガスを適宜流入す
ることにより、該熱電対の酸化雰囲気中での使用でも内
側の炭素ロッドは無事保護される。また外側の炭化けい
素表面に耐酸化性のコート剤を塗布すればより一層気密
性が増し好ましい。
片方の脚部が管状であり、他方の脚部が該管内に同心的
に配置されたロッドとして形成され、かつ一端で導電的
に接続されており、酸化雰囲気中で使用されることを考
慮して外側の管が炭化けい素、内側の口・ノドが炭素で
あることを特徴とする。外側の炭化けい素管は保護管と
しての役割も同時に果たし、外側の炭化けい素管と内側
の炭素ロッドの間に必要により不活性ガスを適宜流入す
ることにより、該熱電対の酸化雰囲気中での使用でも内
側の炭素ロッドは無事保護される。また外側の炭化けい
素表面に耐酸化性のコート剤を塗布すればより一層気密
性が増し好ましい。
次に本発明を図面により説明する。第１図は本発明に係
わる一実施例を示す断面図である。炭化けい素管１と炭
素ロッド２は接合部３にて接続されて熱電対を形成して
いる。生じた起電力は導線によりとりだされる。炭化け
い素管ｌと炭素ロッド２の間の空間６に不活性ガスを流
すことにより該熱電対の酸化雰囲気中での使用を可能に
している。
わる一実施例を示す断面図である。炭化けい素管１と炭
素ロッド２は接合部３にて接続されて熱電対を形成して
いる。生じた起電力は導線によりとりだされる。炭化け
い素管ｌと炭素ロッド２の間の空間６に不活性ガスを流
すことにより該熱電対の酸化雰囲気中での使用を可能に
している。
〔実施例・１〕
熱電材料としての炭化けい素管と炭素ロッドは、いずれ
も市販の材料を利用した。各種特性を第１表に示す。
も市販の材料を利用した。各種特性を第１表に示す。
第 １ 表
炭化けい素管の寸法は外径３０１■、内径２０酊、長さ
４６５１であり該管内に外径１０ｍｍ、長さ４８５關の
炭素ロッドが第１図のように接合部（高温端）を介して
固定される。一方反対側の端（冷接点）には適当な太さ
のニッケル線を巻きつけ、ここから起電力をとりだす。
４６５１であり該管内に外径１０ｍｍ、長さ４８５關の
炭素ロッドが第１図のように接合部（高温端）を介して
固定される。一方反対側の端（冷接点）には適当な太さ
のニッケル線を巻きつけ、ここから起電力をとりだす。
なおニッケル線を巻いた部分は接触抵抗を減らすための
措置としてメタリコン処理を施しである。上記のように
して形成された炭化けい素と炭素からなる熱電対の接合
部を高温の電気炉内へ挿入し、起電力を測定した結果を
第２図に示す。第２図によりわかるように２０００°Ｃ
で４２０ｍＶと大きな熱起電力が得られている。
措置としてメタリコン処理を施しである。上記のように
して形成された炭化けい素と炭素からなる熱電対の接合
部を高温の電気炉内へ挿入し、起電力を測定した結果を
第２図に示す。第２図によりわかるように２０００°Ｃ
で４２０ｍＶと大きな熱起電力が得られている。
上記の熱起電力の測定を同一の熱電対を使って５回繰り
返したが経時変化はなく、第２図と同じ起電力が得られ
た。
返したが経時変化はなく、第２図と同じ起電力が得られ
た。
〔実施例・２〕
実施例１と同様の炭化けい素管と炭素ロッドを用いた熱
電対を用意する。ただし炭化けい素管の外表面にはＭｏ
−５ｉ系あるいは非ガラス系のコート剤を塗布する。該
熱電対を酸化雰囲気中１８００℃までの電気炉内へ挿入
し熱起電力を確認したが、内径側の炭素ロッドを保護す
る目的で炭化けい素管と内側の炭素ロッドの間へ２１７
分の窒素ガスを送りこんだ。上記のようにして得られた
熱起電力は第２図と全く変らないものであった。また実
験後、該熱電対の炭素ロッドを確認したが、全く損傷は
な（実験前と比較して変化は認められなかった。
電対を用意する。ただし炭化けい素管の外表面にはＭｏ
−５ｉ系あるいは非ガラス系のコート剤を塗布する。該
熱電対を酸化雰囲気中１８００℃までの電気炉内へ挿入
し熱起電力を確認したが、内径側の炭素ロッドを保護す
る目的で炭化けい素管と内側の炭素ロッドの間へ２１７
分の窒素ガスを送りこんだ。上記のようにして得られた
熱起電力は第２図と全く変らないものであった。また実
験後、該熱電対の炭素ロッドを確認したが、全く損傷は
な（実験前と比較して変化は認められなかった。
以上述べたように、本発明により得られる炭化けい素と
炭素を用いたセラミックス系の熱電対を使うことにより
、２０００℃以上の高温でも安定した温度測定が可能と
なる。しかも保護管なしで酸化雰囲気中の高温で使用可
能となった点が従来の金属熱電対を用いた手法では達成
できなかった長所である。
炭素を用いたセラミックス系の熱電対を使うことにより
、２０００℃以上の高温でも安定した温度測定が可能と
なる。しかも保護管なしで酸化雰囲気中の高温で使用可
能となった点が従来の金属熱電対を用いた手法では達成
できなかった長所である。
今後ファイン・セラミックス関連を中心に、産業界では
各種雰囲気での高温測定の必要が生じることは明らかで
あり、本発明により開示された炭化けい素と炭素からな
る熱電対が果たす役割は大きい。
各種雰囲気での高温測定の必要が生じることは明らかで
あり、本発明により開示された炭化けい素と炭素からな
る熱電対が果たす役割は大きい。
第１図は本発明の実施例を示す断面図である。
第２図は温度差（高温端と冷接点の間の）と起電力の関
係を示すグラフである。 １−・・炭化けい素管 ２−−−−−−一炭素ロソド ３−−−−一接合部（高温端） ４．５−−−−−〜−冷接点 ６−−−−−空間 ７−−−−−ニッケル線 特許出願人 東海高熱工業株式会社 第１図 一十 第２図 ０ ５００ １０００ ＋５００ ２０００
２５００ｊ１）（’Ｃ）
係を示すグラフである。 １−・・炭化けい素管 ２−−−−−−一炭素ロソド ３−−−−一接合部（高温端） ４．５−−−−−〜−冷接点 ６−−−−−空間 ７−−−−−ニッケル線 特許出願人 東海高熱工業株式会社 第１図 一十 第２図 ０ ５００ １０００ ＋５００ ２０００
２５００ｊ１）（’Ｃ）
Claims (3)
- （１）熱電対の片方の脚部が管状であり、他方の脚部が
該管内に同心的に配置されたロッドとして形成され、か
つ一端で導電的に接続されており、外側の管が炭化けい
素、内側のロッドが炭素であることを特徴とする炭化け
い素と炭素からなる熱電対。 - （２）外側の炭化けい素管と内側の炭素ロッドの間に不
活性ガスの流入構造をもつ特許請求の範囲第（１）項記
載の炭化けい素と炭素からなる熱電対。 - （３）同心的に配置された管のうち、外側に位置する炭
化けい素に耐酸化性のコート剤を塗布した特許請求の範
囲第（１）項記載の炭化けい素と炭素からなる熱電対。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000600A JPS63169081A (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | 炭化けい素と炭素からなる熱電対 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000600A JPS63169081A (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | 炭化けい素と炭素からなる熱電対 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169081A true JPS63169081A (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=11478224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000600A Pending JPS63169081A (ja) | 1987-01-07 | 1987-01-07 | 炭化けい素と炭素からなる熱電対 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63169081A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6991370B2 (en) | 2002-07-23 | 2006-01-31 | Kobe Steel, Ltd. | Temperature measuring apparatus of high melting point metal carbide-carbon system material thermocouple type, and method for producing the apparatus |
| GB2428517A (en) * | 2005-07-21 | 2007-01-31 | Weston Aerospace Ltd | Ceramic thermocouple |
| JP2008132585A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique | 相互接続されたナノワイヤに基づくナノ構造体の製造方法、ナノ構造体及び熱電コンバータとしての利用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5014384A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-14 |
-
1987
- 1987-01-07 JP JP62000600A patent/JPS63169081A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5014384A (ja) * | 1973-06-06 | 1975-02-14 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6991370B2 (en) | 2002-07-23 | 2006-01-31 | Kobe Steel, Ltd. | Temperature measuring apparatus of high melting point metal carbide-carbon system material thermocouple type, and method for producing the apparatus |
| GB2428517A (en) * | 2005-07-21 | 2007-01-31 | Weston Aerospace Ltd | Ceramic thermocouple |
| US7771116B2 (en) | 2005-07-21 | 2010-08-10 | Weston Aerospace Limited | Ceramic thermocouple |
| JP2008132585A (ja) * | 2006-07-20 | 2008-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique | 相互接続されたナノワイヤに基づくナノ構造体の製造方法、ナノ構造体及び熱電コンバータとしての利用 |
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