RU102938U1 - PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS - Google Patents

PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS Download PDF

Info

Publication number
RU102938U1
RU102938U1 RU2010134779/02U RU2010134779U RU102938U1 RU 102938 U1 RU102938 U1 RU 102938U1 RU 2010134779/02 U RU2010134779/02 U RU 2010134779/02U RU 2010134779 U RU2010134779 U RU 2010134779U RU 102938 U1 RU102938 U1 RU 102938U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
platinum
wire
barium
oxides
electrical resistance
Prior art date
Application number
RU2010134779/02U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Владимирович Ермаков
Елена Сергеевна Студенок
Римма Александровна Сасинова
Сергей Владимирович Никифоров
Original Assignee
Закрытое Акционерное Общество "Уральские Инновационные Технологии" (ЗАО "УРАЛИНТЕХ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое Акционерное Общество "Уральские Инновационные Технологии" (ЗАО "УРАЛИНТЕХ") filed Critical Закрытое Акционерное Общество "Уральские Инновационные Технологии" (ЗАО "УРАЛИНТЕХ")
Priority to RU2010134779/02U priority Critical patent/RU102938U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU102938U1 publication Critical patent/RU102938U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

1. Платиновая проволока для термочувствительных элементов, например термопар и термометров сопротивления, содержащая тело, выполненное из дисперсно-упрочненной оксидами бария платины повышенной чистоты, которая обеспечивает ее температурный коэффициент электросопротивления, например, не ниже 3,830·10-3 1/град, отличающаяся тем, что оксиды бария содержатся в количестве (0,08-0,15) об.% и сформированы размером (4-7)10-8 м путем нанесения на поверхность тела раствора солей бария и их разложения при отжиге и введены в объем тела при ковке. ! 2. Платиновая проволока для термочувствительных элементов по п.1, отличающаяся тем, что оксиды бария сформированы путем нанесения на поверхность тела раствора азотнокислого бария и его разложения при отжиге. 1. Platinum wire for heat-sensitive elements, such as thermocouples and resistance thermometers, containing a body made of dispersively hardened barium oxides of high purity platinum, which provides its temperature coefficient of electrical resistance, for example, not lower than 3.830 · 10-3 1 / deg, characterized in that barium oxides are contained in the amount of (0.08-0.15) vol.% and formed by the size of (4-7) 10-8 m by applying a solution of barium salts to the surface of the body and their decomposition during annealing and introduced into the body volume at forged. ! 2. A platinum wire for thermosensitive elements according to claim 1, characterized in that the barium oxides are formed by depositing a solution of barium nitrate on the surface of the body and its decomposition during annealing.

Description

Полезная модель относится к металлургии благородных металлов, а именно: к дисперсно-упрочненной платине в форме проволоки для термочувствительных элементов, например термопар и термометров сопротивления.The utility model relates to the metallurgy of noble metals, namely: dispersively hardened platinum in the form of a wire for heat-sensitive elements, such as thermocouples and resistance thermometers.

Известно, что платина, отличаясь жаростойкостью, стойкостью к эрозии и высоким термическим коэффициентом сопротивления, в форме проволоки широко применяется для работы в условиях высоких температур в качестве материала для термочувствительных элементов.It is known that platinum, characterized by heat resistance, resistance to erosion and a high thermal coefficient of resistance, in the form of a wire is widely used for working at high temperatures as a material for heat-sensitive elements.

Так, известна платиновая проволока для термочувствительных элементов в составе термометров сопротивления: а.с. СССР №101198, G01K 7/01, з. 26.11.54., а.с. СССР №147005, G01K 7/01, з. 10.07.61., а.с. СССР №153585, G01K 7/01, з. 29.01.62., а.с. СССР №193116, G01K 7/01, з. 31.05.65., полезная модель РФ №78933, G01K 7/18, оп. 10.12.08.So, platinum wire is known for thermosensitive elements in resistance thermometers: USSR No. 101198, G01K 7/01, s. 11.26.54., A.S. USSR No. 147005, G01K 7/01, s. 07/10/61., A.S. USSR No. 153585, G01K 7/01, s. 01/29/62, A.S. USSR No. 197116, G01K 7/01, s. 05.31.65., Utility model of the Russian Federation No. 78933, G01K 7/18, op. 12/10/08.

Известна также платиновая проволока для термочувствительных элементов в термопарах: а.с. СССР №319854, G01K 7/02, з. 05.05.70., а.с. СССР №360365, G01K 7/02, з. 28.11.72., а.с. СССР №1068736, G01K 7/02, з. 17.11.82.Also known is platinum wire for thermosensitive elements in thermocouples: USSR No. 319854, G01K 7/02, s. 05.05.70., A.s. USSR No. 360365, G01K 7/02, s. 11/28/72, A.S. USSR No. 1068736, G01K 7/02, s. 11/17/82.

Однако, недостатком известной платиновой проволоки для термочувствительных элементов является ее низкая механическая прочность при высоких температурах. Большая чистота платины в известной проволоке снижает ее температуру рекристаллизации, вследствие чего уже сравнительно небольшие температуры и усилия при изготовлении и эксплуатации проволоки вызывают ее разрушение.However, a disadvantage of the known platinum wire for thermally sensitive elements is its low mechanical strength at high temperatures. The high purity of platinum in the known wire reduces its recrystallization temperature, as a result of which relatively low temperatures and efforts in the manufacture and operation of the wire cause its destruction.

К платиновой проволоке для термочувствительных элементов предъявляются высокие требования по всему комплексу свойств: прочности, как при комнатной, так и при повышенной температурах, пластичности, температурному коэффициенту электросопротивления.High demands are made on the platinum wire for thermosensitive elements over the entire range of properties: strength, both at room and at elevated temperatures, ductility, and temperature coefficient of electrical resistance.

Известна платиновая проволока для термочувствительных элементов, содержащая тело, выполненное из платины повышенной чистоты: «Производство и эксплуатация изделий из благородных металлов и сплавов», сборник статей, Свердловск, изд. УНЦ АН СССР, 1983 г., стр.16, 17; а.с. СССР №538753, В21С 1/00, з. 29.05.75., oп. 15.12.76., ГОСТ СССР 18389-73 «Проволока из платины и ее сплавов», ТУ, действует с 01.01.74 г., с изменениями от 24.05.2001 г.; ГОСТ СССР 21007-75 «Проволока из платины для термопреобразователей сопротивления», ТУ, действует с 01.01.76 г. с изменениями от 21.11.97 г., межгосударственный ГОСТ 10821-2007 «Проволока из платины и платинородиевых сплавов для термоэлектрических преобразователей», действует с 01.06.2008 г.Known platinum wire for heat-sensitive elements, containing a body made of high purity platinum: "Production and operation of products from precious metals and alloys", collection of articles, Sverdlovsk, ed. UC AN USSR, 1983, p. 16, 17; A.S. USSR No. 538753, B21C 1/00, s. 05/29/75., Op. 12.15.76., GOST USSR 18389-73 "Wire made of platinum and its alloys", TU, effective from 01.01.74, as amended on 05.24.2001; GOST USSR 21007-75 "Platinum wire for resistance thermocouples", TU, effective from 01.01.76, as amended on 11.21.97, interstate GOST 10821-2007 "Platinum and platinum-rhodium alloy wire for thermoelectric converters", valid since June 1, 2008

Известная проволока проявляет термоэлектрические свойства, соответствующие стандартным величинам, но имеет недостаточный уровень механических характеристик из-за снижения температурного порога рекристаллизации в связи с высокой чистотой платины и отсутствием каких-либо упрочняющих платину средств.The known wire exhibits thermoelectric properties corresponding to standard values, but has an insufficient level of mechanical characteristics due to a decrease in the temperature threshold of recrystallization due to the high purity of platinum and the absence of any platinum hardening agents.

Известна также платиновая проволока для термочувствительных элементов, материалом которой является платина, легированная цветными металлами, такими как ниобий или тантал (п. Китая №1067962, G01K 7/02, оп. 13.03.96.), одним элементом из ряда: медь, алюминий, иттрий, никель, кобальт, титан, ванадий, кремний, цирконий, кальций, палладий, родий, рутений, иридий, золото, серебро или осмий (а.з. Японии №1039335, С22С 5/04, оп. 09.02.89.), стронцием (в.з. Японии №2009-287077, С22С 5/04, oп. 10.12.09.), платиновым металлом-родием (а.с. СССР №1362958, G01K 7/18, оп. 30.12.87., п. США №3926681, H01L 35/20, оп. 16.12.75.).Also known is platinum wire for thermosensitive elements, the material of which is platinum alloyed with non-ferrous metals such as niobium or tantalum (China Post No. 1067962, G01K 7/02, op. 13.03.96.), One element from a number: copper, aluminum , yttrium, nickel, cobalt, titanium, vanadium, silicon, zirconium, calcium, palladium, rhodium, ruthenium, iridium, gold, silver or osmium (AS Japan No. 1039335, C22C 5/04, op. 09.02.89. ), strontium (Japanese high school No. 2009-287077, C22C 5/04, op. 10.12.09.), platinum rhodium metal (A.S. USSR No. 1362958, G01K 7/18, op. 30.12.87 ., p. US No. 3926681, H01L 35/20, op. 16.12.75.).

В известных проволоках легирование платины, хотя частично и повышает ее механические характеристики, но не позволяет увеличить их термоэлектрические свойства, в частности - термоэлектрический коэффициент электросопротивления, а даже снижает их. Это связано с тем, что способность тела пропускать электрический ток зависит от структуры металла-платины, искажений, возникающих в ней за счет легирования. При легировании меняется динамика носителей заряда, и в платине известных проволок она изменяется таким образом, что термический коэффициент электросопротивления снижается.In known wires, the alloying of platinum, although partially increasing its mechanical characteristics, does not increase their thermoelectric properties, in particular, the thermoelectric coefficient of electrical resistance, and even reduces them. This is due to the fact that the body’s ability to transmit electric current depends on the structure of the metal-platinum, the distortions arising in it due to alloying. During alloying, the dynamics of charge carriers changes, and in the platinum of known wires it changes in such a way that the thermal coefficient of electrical resistance decreases.

Известна также платиновая проволока для термочувствительных элементов (в.з. Японии №52-49940, B21F 19/00, оп. 21.04.77.), тело которой выполнено из сердцевины, состоящей из жаростойкого волокна карбида кремния либо кварцевого волокна, либо разного рода волокнистой керамики, обладающих малой электропроводностью, и имеет тонкое покрытие из платины.Also known is platinum wire for heat-sensitive elements (Japanese high school No. 52-49940, B21F 19/00, op. 21.04.77.), The body of which is made of a core consisting of a heat-resistant fiber of silicon carbide or silica fiber, or of any kind fibrous ceramics with low electrical conductivity, and has a thin coating of platinum.

Однако, в известной проволоке покрытие имеет очень малую толщину и уже в начале эксплуатации такой проволоки уменьшается и исчезает, а проволока прекращает работать как термоэлектрическая.However, in the known wire, the coating has a very small thickness and already at the beginning of operation of such a wire decreases and disappears, and the wire ceases to work as a thermoelectric.

Известна также платиновая проволока для термочувствительных элементов, тело которой выполнено из волокнистой платины («Благородные металлы», справочник под редакцией Савицкого Е.М., Москва, изд. Металлургия, 1984 г., стр.37).Also known is a platinum wire for heat-sensitive elements, the body of which is made of fibrous platinum ("Noble Metals", a reference edited by Savitsky EM, Moscow, publ. Metallurgy, 1984, p. 37).

Однако, известная проволока, имея термоэлектрические свойства в пределах стандартизованных величин, не обладает достаточными механическими характеристиками из-за неоднородности ее структуры, сформированной из вытянутых вдоль направления деформации зерен.However, the known wire, having thermoelectric properties within the standardized values, does not have sufficient mechanical characteristics due to the heterogeneity of its structure formed from elongated grains along the direction of deformation.

Известна также платиновая проволока для термочувствительных элементов, тело которой выполнено из платины с волокнистой структурой, дисперсно-упрочненной внутренним окислением частицами оксида бария («Благородные металлы и их применение», сборник статей. Труды института физики металлов УНЦ АН СССР, изд. УФ АН СССР, 1971 г., вып.28, стр.276).Also known is a platinum wire for thermosensitive elements, the body of which is made of platinum with a fibrous structure, dispersively hardened by internal oxidation by barium oxide particles ("Noble Metals and Their Application", collection of articles. Proceedings of the Institute of Metal Physics, Ufa Scientific Center of the USSR Academy of Sciences, published by UV USSR Academy of Sciences , 1971, issue 28, p. 276).

Однако, известная проволока, имея термоэлектрические характеристики на уровне стандартных, не обладает требуемыми механическими показателями вследствие искажений, вносимых частицами упрочняющей фазы в неравномерную структуру вытянутых вдоль деформации зерен платины.However, the known wire, having thermoelectric characteristics at the standard level, does not have the required mechanical properties due to distortions introduced by the particles of the hardening phase into the uneven structure of the platinum grains elongated along the deformation.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близкой к заявляемой полезной модели является платиновая проволока для термочувствительных элементов, например термометров сопротивления и термопар («Благородные металлы и их применение», сборник статей. Труды института физики металлов, УНЦ АН СССР, изд. УФ АН СССР, 1971 г., вып.28, стр.272-273), содержащая тело, выполненное из дисперсно-упрочненной оксидами бария платины повышенной чистоты, которая обеспечивает ее температурный коэффициент электросопротивления, например не ниже 3,830·10-3 1/град, а именно: 3,915·10-3 1/град.In terms of technical nature and the achieved result, the closest to the claimed utility model is platinum wire for thermosensitive elements, such as resistance thermometers and thermocouples ("Noble Metals and Their Applications", collection of articles. Proceedings of the Institute of Metal Physics, UC AN USSR, ed. UV USSR Academy of Sciences , 1971, issue 28, pp. 272-273), containing a body made of dispersively hardened platinum barium oxides of high purity, which provides its temperature coefficient of electrical resistance, for example, not lower than 3.830 · 10 -3 1 / deg, namely: 3,915 · 10 -3 1 / deg.

Известная платина упрочнена в металлокерамическом варианте за счет механического легирования (книга, Е.И.Рытвин, «Жаропрочность платиновых сплавов», М., «Металлургия», 1987 г., стр.179): смешения порошка исходной платины с уже готовым порошком оксида бария. При этом, порошки платины и оксида бария с поверхности загрязнены технологическими материалами, например смазкой или посторонними металлическими частицами. Вследствие этого платина в дисперсно-упрочненном материале готовой проволоки не является достаточно чистой, термоэлектрическое свойство ее - температурный коэффициент электросопротивления, ниже, чем в исходной платине, хотя и попадает в диапазон стандартизованных величин согласно ГОСТ 21007-75, действ, с 01.01.76 г. с изменениями от 21.11.97 г. Кроме того, механические связи, возникшие на границе оксидов бария и платины недостаточно прочные, так как образуются только за счет шероховатости их совмещенных поверхностей, т.е. характер упрочнения проволоки - механический. В связи с этим, механические свойства известной проволоки хотя и несколько повышены относительно чистой исходной платины, но являются недостаточно высокими. Это связано также с малым количеством оксидной составляющей - 0,05 об.% и ее значительной крупностью - (15-20)·10-8 м, выявленной в экспериментально полученной известной проволоке.Known platinum is strengthened in a cermet version due to mechanical alloying (book, E. I. Rytvin, “Heat Resistance of Platinum Alloys”, M., Metallurgy, 1987, p. 179): mixing the powder of the original platinum with the finished oxide powder barium. At the same time, platinum and barium oxide powders from the surface are contaminated with technological materials, for example, lubricant or extraneous metal particles. As a result, the platinum in the dispersion-hardened material of the finished wire is not clean enough, its thermoelectric property - temperature coefficient of electrical resistance, is lower than in the original platinum, although it falls into the range of standardized values according to GOST 21007-75, effective from 01.01.76 g . as amended on 11/21/97. In addition, the mechanical bonds arising at the boundary of barium and platinum oxides are not strong enough, since they are formed only due to the roughness of their combined surfaces, i.e. the nature of the hardening of the wire is mechanical. In this regard, the mechanical properties of the known wire, although slightly increased relative to the clean source platinum, are not high enough. This is also associated with a small amount of oxide component - 0.05 vol.% And its significant fineness - (15-20) · 10 -8 m, identified in the experimentally obtained known wire.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание дисперсно-упрочненной платиновой проволоки для термочувствительных элементов с комплексом высоких механических свойств и отвечающих требованиям стандартов термоэлекрических характеристик - температурного коэффициента электросопротивления, со значениями, не ниже чем у исходной, неупрочненной платины.The problem to which the claimed utility model is directed is to create a dispersion-strengthened platinum wire for thermosensitive elements with a complex of high mechanical properties and meeting the requirements of standards of thermoelectric characteristics - temperature coefficient of electrical resistance, with values not lower than that of the original, unreinforced platinum.

Техническим результатом является повышение прочности соединения оксидов бария и платины за счет создания высокого химико-механического взаимодействия на их границе при сохранении чистоты платины на уровне исходной.The technical result is to increase the bond strength of barium and platinum oxides by creating a high chemical-mechanical interaction at their boundary while maintaining the purity of platinum at the initial level.

Поставленная задача достигается тем, что в платиновой проволоке для термочувствительных элементов, например термопар и термометров сопротивления, содержащей тело, выполненное из дисперсно-упрочненной оксидами бария платины повышенной чистоты, которая обеспечивает ее температурный коэффициент электросопротивления, например не ниже 3,830·10-3 1/град, согласно полезной модели, оксиды бария имеют размер (4-7)·10-8 м и содержатся в количестве 0,08-0,15 об.%, причем сформированы путем нанесения на поверхность тела раствора солей бария и их разложения при последующем отжиге, а введены в объем тела при дальнейшей ковке.The problem is achieved in that in a platinum wire for thermosensitive elements, such as thermocouples and resistance thermometers, containing a body made of dispersively hardened barium oxides of high purity platinum, which provides its temperature coefficient of electrical resistance, for example, not lower than 3.830 · 10 -3 1 / hail, according to the utility model, barium oxides have a size of (4-7) · 10 -8 m and are contained in an amount of 0.08-0.15 vol.%, and are formed by applying a solution of barium salts to the surface of the body and decomposing them During subsequent annealing, they are introduced into the body volume during further forging.

Кроме того, оксиды бария могут быть сформированы путем нанесения на поверхность тела раствора азотнокислого бария и его разложения при последующем отжиге.In addition, barium oxides can be formed by applying a solution of barium nitrate to the surface of the body and its decomposition during subsequent annealing.

Обеспечение всего комплекса высоких механических и термоэлектрических свойств проволоки осуществляется наличием новых параметров и характеристики элементов устройства, а также их взаимосвязи.Ensuring the whole complex of high mechanical and thermoelectric properties of the wire is carried out by the presence of new parameters and characteristics of the elements of the device, as well as their relationship.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.The essence of the proposed technical solution is as follows.

Наличие оксидов бария, сформированных путем нанесения на поверхность тела проволоки раствора солей бария и их разложения при последующем отжиге - химического легирования (книга, Е.И.Рытвин «Жаропрочность платиновых сплавов», М., «Металлургия», 1987 г., стр.179) свидетельствует о высокой чистоте как поверхности проволоки, так и поверхности оксида. Это связано с появлением оксидов непосредственно на поверхности проволоки в результате прохождения химической реакции в отсутствии каких-либо загрязнений. При этом, матрица дисперсно-упрочненной платины имеет чистоту исходной платины, чему соответствует совпадение их температурных коэффициентов электросопротивления.The presence of barium oxides formed by applying a solution of barium salts to the surface of the wire body and their decomposition during subsequent annealing - chemical alloying (book, E. I. Rytvin “Heat Resistance of Platinum Alloys”, M., “Metallurgy”, 1987, p. 179) indicates a high purity of both the surface of the wire and the surface of the oxide. This is due to the appearance of oxides directly on the surface of the wire as a result of a chemical reaction in the absence of any contaminants. Moreover, the dispersion-hardened platinum matrix has the purity of the original platinum, which corresponds to the coincidence of their temperature coefficients of electrical resistance.

На границе оксида бария с платиной, возможно, возникает сильное сцепление приведенных в контакт фаз, обусловленное межмолекулярным взаимодействием или химическими связями, которые сочетаются с их механическими связями. Это способствует особенно прочному сцеплению фаз и характеризуется как химико-механическое упрочнение.At the boundary of barium oxide with platinum, it is possible that there is a strong adhesion of the phases brought into contact due to intermolecular interaction or chemical bonds, which are combined with their mechanical bonds. This contributes to a particularly strong adhesion of the phases and is characterized as chemical-mechanical hardening.

При этом, количество оксидов - (0,08-0,15) об.% можно считать незначительным, учитывая, что дисперсно-упрочненными являются материалы, начиная с 0,1 об.% упрочняющей фазы (книга, Д.М.Карпинос, «Композиционные материалы в технике», Киев, 1985 г., стр.56).Moreover, the amount of oxides - (0.08-0.15) vol.% Can be considered insignificant, given that dispersion-hardened materials are, starting from 0.1 vol.% Of the hardening phase (book, D.M. Karpinos, “Composite materials in engineering”, Kiev, 1985, p. 56).

Малый размер: (4-7)·10-8 м и незначительное количество оксидов бария - (0,08-0,15) об.%, введенных в тело проволоки при ковке, измельченных и равномерно распределенных по сечению проволоки, является необходимым и достаточным для повышения прочностных и пластических характеристик платиновой проволоки.Small size: (4-7) · 10 -8 m and a small amount of barium oxides - (0.08-0.15) vol.%, Introduced into the body of the wire during forging, crushed and evenly distributed over the cross section of the wire, is necessary and sufficient to increase the strength and plastic characteristics of the platinum wire.

Физическая сущность данного дисперсионного упрочнения заключается в том, что тонкодисперсные частицы оксида бария препятствуют движению дислокации и стабилизируют структуру платины. При этом, закрепление дислокации на оксидных частицах тормозит формирование центров рекристаллизации, которая развивается при более высоких, чем для неупрочненной платины температуре. Все это приводит к повышению прочности платиновой основы и всей дисперсноупрочненной платины в целом, особенно высокотемпературной.The physical essence of this dispersion hardening lies in the fact that fine particles of barium oxide impede the movement of the dislocation and stabilize the structure of platinum. At the same time, fixing the dislocation to oxide particles inhibits the formation of recrystallization centers, which develops at temperatures higher than for unstrengthened platinum. All this leads to an increase in the strength of the platinum base and the whole dispersion-strengthened platinum as a whole, especially high-temperature.

В связи с тем, что разрушение дисперсноупрочненной платины, вероятно, происходит по объему оксидов бария, а не по границе их взаимодействия с платиной, возможно, что малые размеры оксидов исключают распространение возникших в них случайных трещин, а также развитие их в пластичной платине, что повышает прочность и пластичность дисперсноупрочненной платины.Due to the fact that the destruction of dispersion hardened platinum probably occurs along the volume of barium oxides, and not along the boundary of their interaction with platinum, it is possible that the small size of the oxides excludes the propagation of random cracks arising in them, as well as their development in plastic platinum, which increases the strength and ductility of dispersion hardened platinum.

Вопреки мнению специалистов о зависимости электропроводности от дефектов («Физический энциклопедический словарь», гл. ред. A.M.Прохоров, М., Советская энциклопедия, 1983 г., стр.893), размеры оксидов бария и их количество таковы, что они не изменяют динамику носителей заряда и не ухудшают термоэлектрических свойств дисперсноупрочненной платины по сравнению с исходной, не упрочненной.Contrary to the opinion of experts on the dependence of electrical conductivity on defects (“Physical Encyclopedic Dictionary”, chap. Ed. AM Prokhorov, M., Soviet Encyclopedia, 1983, p. 893), the sizes of barium oxides and their quantity are such that they do not change the dynamics charge carriers and do not impair the thermoelectric properties of dispersion hardened platinum compared to the original, not hardened.

Так, каждый элемент платиновой проволоки: с высоким уровнем термоэлектрических свойств - пластичная чистая платина и высокопрочные оксиды бария, влияет на выполнение функций другого элемента, усиливая присущие им свойства.So, each element of a platinum wire: with a high level of thermoelectric properties - plastic pure platinum and high-strength barium oxides, affects the performance of the functions of another element, enhancing their inherent properties.

Наличие в платиновой проволоке высокодисперсных оксидов бария строго заданного размера и количества из высокопрочного материала, сформированных именно в процессе химико-механического упрочнения и неразрывно связанных с платиной, позволяет создать проволоку для термочувствительных элементов с комплексом высоких механических характеристик и с прогнозируемым термическим коэффициентом электросопротивления по величине, соответствующей исходному материалу.The presence in the platinum wire of finely dispersed barium oxides of a strictly specified size and quantity of high-strength material, formed precisely in the process of chemical-mechanical hardening and inextricably linked with platinum, allows us to create a wire for thermosensitive elements with a complex of high mechanical characteristics and with a predicted thermal coefficient of electrical resistance in magnitude, corresponding to the source material.

Наличие отличительных от наиболее близкого аналога существенных признаков позволяет признать заявляемую модель новой.The presence of significant features distinctive from the closest analogue allows us to recognize the claimed model as new.

Возможность изготовления полезной модели и использования ее в промышленности позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «промышленная применимость».The possibility of manufacturing a utility model and its use in industry allows us to conclude that it meets the criterion of "industrial applicability".

Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлен общий вид проволоки и ее поперечное сечение:The utility model is illustrated by drawings, which show a General view of the wire and its cross section:

Фиг.1 - общий вид проволоки с секущей плоскостью «А» и с сечением в изометрии, где:Figure 1 - General view of the wire with a secant plane "A" and with a cross section in isometry, where:

1 - тело,1 - body

2 - оксиды бария,2 - barium oxides,

3 - платина.3 - platinum.

Фиг.2 - поперечное сечение «А» проволоки, повернуто, увеличено. На снимке показана микроструктура шлифа:Figure 2 - cross section "A" of the wire, rotated, enlarged. The picture shows the microstructure of a thin section:

Фиг.3 - микроструктура платиновой проволоки в поперечном сечении из платины (светлое поле), дисперсноупрочненной оксидами бария (темные включения), увеличение ×20000.Figure 3 - microstructure of a platinum wire in cross section of platinum (bright field), dispersively strengthened by barium oxides (dark inclusions), magnification × 20,000.

Платиновая проволока для термочувствительных элементов, например термопар и термометров сопротивления, содержит тело 1, выполненное из дисперсноупрочненной оксидами бария 2 платины повышенной чистоты 3, с температурным коэффициентом электросопротивления 3,830·10-3 1/град. При этом, оксиды бария 2 имеют размер 6-10-8 м и содержатся в количестве 0,12 об.%, причем сформированы путем нанесения на поверхность тела 1 раствора соли бария, а именно: раствора азотнокислого бария и его разложения при последующем отжиге, а введены в объем тела 1 при дальнейшей ковке.Platinum wire for thermosensitive elements, such as thermocouples and resistance thermometers, contains a body 1 made of dispersively hardened barium oxides 2 of high purity platinum 3, with a temperature coefficient of electrical resistance of 3.830 · 10 -3 1 / deg. At the same time, barium 2 oxides have a size of 6-10 -8 m and are contained in an amount of 0.12 vol.%, And are formed by applying a solution of barium salt to the surface of body 1, namely, a solution of barium nitrate and its decomposition during subsequent annealing, and introduced into the volume of the body 1 during further forging.

Заявляемую платиновую проволоку для термочувствительных элементов получают по технологии с применением известных способов и оборудования следующим образом.The inventive platinum wire for heat-sensitive elements obtained by technology using known methods and equipment as follows.

Берут аффинированную платину в виде слитка. От слитка отделяют его часть массой 10 г., из которой методом горячей ковки и холодного волочения изготавливают образец проволоки диаметром 0,5 мм для установления исходного значения термического коэффициента электросопротивления, который составил 3,830·10-3 1/град.Take refined platinum in the form of an ingot. A part weighing 10 g is separated from the ingot, from which a sample of wire with a diameter of 0.5 mm is made by hot forging and cold drawing to establish the initial value of the thermal coefficient of electrical resistance, which amounted to 3.830 · 10 -3 1 / deg.

Затем осуществляют горячую ковку основной части слитка платины на пруток размером (10×10×500)мм с последующей холодной ковкой на ротационно-ковочной машине НМР URG2-4+2VSI и волочением при комнатной температуре на цепном стане SCHUMACHER и на восьмикратном волочильном стане BINGER&WEICHERT. Волочение проводят с промежуточными отжигами для снятия напряжений при температуре рекристаллизации платины. Контроль температуры осуществляют пирометром «Термоскоп-300-1С-ВТО». После волочения осуществляют контроль диаметра проволоки микрометром.Then the main part of the platinum ingot is hot forged to a bar of size (10 × 10 × 500) mm, followed by cold forging on a НМР URG2-4 + 2VSI rotary forging machine and drawing at room temperature on a SCHUMACHER chain mill and on an eight-time BINGER & WEICHERT drawing mill. Drawing is carried out with intermediate annealing to relieve stresses at the temperature of platinum recrystallization. Temperature control is carried out by a thermometer “Thermoscope-300-1C-VTO”. After drawing, the wire diameter is monitored with a micrometer.

Платиновую проволоку после горячей ковки, ротационной ковки и перед отжигами проваривают в царской водке для удаления с поверхности тела проволоки металлических и неметаллических частиц и следов смазки.After hot forging, rotary forging and before annealing, the platinum wire is boiled in aqua regia to remove metal and nonmetallic particles and traces of lubricant from the surface of the wire body.

Затем платиновую проволоку в форме бухты погружают в водный раствор азотнокислого бария, вынимают, дают стечь раствору и затем сушат в шкафу ШСП-025-500 до полного испарения влаги.Then a platinum wire in the form of a bay is immersed in an aqueous solution of barium nitrate, removed, allowed to drain the solution and then dried in a cabinet ШСП-025-500 until the moisture evaporates completely.

После этого производят отжиг платиновой проволоки в муфельной печи, при котором соль азотнокислого бария разлагается до образования оксида бария, который создает тонкую равномерную оболочку на поверхности проволоки.After that, the platinum wire is annealed in a muffle furnace, in which the barium nitrate salt decomposes to form barium oxide, which creates a thin uniform coating on the surface of the wire.

Далее проволоку компактируют и подвергают горячей ковке. При ковке оксидная оболочка дробится и оксиды бария вводятся в объем тела проволоки, создается монолитный пруток, из которого затем изготавливают проволоку диаметром 0,5 мм.Next, the wire is compacted and subjected to hot forging. During forging, the oxide shell is crushed and barium oxides are introduced into the body volume of the wire, a monolithic rod is created, from which a wire with a diameter of 0.5 mm is then made.

Затем в соответствии с ГОСТ 8461-82 (СТ СЭВ 1058-78), введенным 01.01.83 г., определяют термический коэффициент злектросопротивления, он составил 3,830-10-3 1/град.Then, in accordance with GOST 8461-82 (ST SEV 1058-78), introduced 01.01.83, determine the thermal coefficient of electrical resistance, it amounted to 3,830-10 -3 1 / deg.

Следует отметить, что значение термического коэффициента электросопротивления 3,830·10-3 1/град соответствует самому низкому его значению согласно действующего ГОСТа 21007-75 (таблица 2), утв. 1.1.76. с изменениями от 21.11.97.It should be noted that the value of the thermal coefficient of electrical resistance of 3.830 · 10 -3 1 / deg corresponds to its lowest value according to the current GOST 21007-75 (table 2), approved. 1.1.76. as amended on 11.21.97.

Кроме того, проволоку передают в испытательную лабораторию для определения количества оксидов бария. Оно составило 0,12 об.%.In addition, the wire is transferred to a testing laboratory to determine the amount of barium oxides. It amounted to 0.12 vol.%.

Размер оксидов бария определяют на растровом электронном микроскопе при увеличении ×20000 с использованием аттестованного программного обеспечения микроскопа, размер оксидов бария составил 6·10-8 м.The size of barium oxides is determined using a scanning electron microscope at a magnification of × 20,000 using certified microscope software, the size of barium oxides is 6 · 10 -8 m.

Механические свойства заявляемой проволоки: предел прочности при 20°С и 1200°С, относительное удлинение измеряли на разрывной машине марки ZWICK/ROELLZ010.Mechanical properties of the inventive wire: tensile strength at 20 ° C and 1200 ° C, elongation was measured on a tensile testing machine brand ZWICK / ROELLZ010.

Была получена платиновая проволока с размерами оксидов и их содержанием, значения которых лежали как в границах, так и за пределами заявляемых интервалов.A platinum wire was obtained with the size of the oxides and their content, the values of which lay both within and outside the claimed ranges.

В качестве известных представлены 2 платиновых проволоки. Одна - являющаяся ближайшим аналогом заявляемой с термическим коэффициентом электросопротивления исходного материала 3,922·10-3 1/град. Экспериментальный образец такой известной проволоки был изготовлен с упрочнением платины в металлокерамическом варианте путем смешивания порошков платины и оксида бария с последующим нагревом смеси и ее деформацией, реализующих механическое упрочнение. Количество оксидов бария, их размер и коэффициент термического сопротивления в конечном материале - дисперсно-упрочненной платине, составивший 3,915·10-3 1/град, были определены так же, как и для заявляемой проволоки.As known, 2 platinum wires are presented. One is the closest analogue of the source material with a thermal coefficient of electrical resistance of 3.922 · 10 -3 1 / deg. An experimental sample of such a known wire was made with platinum hardening in a cermet version by mixing powders of platinum and barium oxide, followed by heating of the mixture and its deformation, realizing mechanical hardening. The amount of barium oxides, their size and coefficient of thermal resistance in the final material — dispersion-hardened platinum, amounting to 3.915 · 10 -3 1 / deg, were determined in the same way as for the inventive wire.

Другая известная проволока представлена платиновой не упрочненной проволокой, сведения о которой взяты из ГОСТ-21007-75 (стр.3, табл.2), утв. 1.1.76 с изменениями от 21.11.97.Another well-known wire is represented by platinum not hardened wire, information about which is taken from GOST-21007-75 (page 3, table 2), approved. 1.1.76 as amended on 11.21.97.

Для эксперимента была также взята исходная платиновая проволока повышенной чистоты с термическим коэффициентом электросопротивления из интервала стандартизованных величин, с таким же коэффициентом, как у наиболее близкого аналога в исходном состоянии, а именно: 3,922·10-3 1/град. Количество и размер оксидов бария были выбраны также из заявляемых интервалов. После получения дисперсноупрочненной платины по приведенному способу также был измерен ее термический коэффициент электросопротивления.For the experiment, we also took the initial platinum wire of high purity with a thermal coefficient of electrical resistance from the range of standardized values, with the same coefficient as that of the closest analogue in the initial state, namely: 3.922 · 10 -3 1 / deg. The amount and size of barium oxides were also selected from the claimed intervals. After obtaining dispersion-strengthened platinum by the above method, its thermal coefficient of electrical resistance was also measured.

Все полученные данные были занесены в таблицу.All received data were listed in the table.

Из таблицы видно, что упрочнение предлагаемой проволоки не приводит к изменению ее термического коэффициента электросопротивления относительно исходного материала.The table shows that the hardening of the proposed wire does not lead to a change in its thermal coefficient of electrical resistance relative to the source material.

Так, термический коэффициент электросопротивления 3,830·10-3 1/град (примеры 2, 3, 4) исходного материала сохраняется для конечного дисперсноупрочненного материала.So, the thermal coefficient of electrical resistance of 3.830 · 10 -3 1 / deg (examples 2, 3, 4) of the source material is stored for the final dispersion-strengthened material.

Также термический коэффициент электросопротивления 3,922·10-3 1/град (примеры 7, 8, 9) исходного материала не меняются для конечной дисперсно-упрочненной платины.Also, the thermal coefficient of electrical resistance 3.922 · 10 -3 1 / deg (examples 7, 8, 9) of the source material does not change for the final dispersion-strengthened platinum.

Это позволяет получать проволоку с ранее заданным, отвечающим требованиям стандартов, термическим коэффициентом электросопротивления.This allows you to get a wire with a previously set, meeting the requirements of standards, thermal coefficient of electrical resistance.

Кроме того, из сравнения предлагаемой проволоки (примеры 7, 8, 9) с проволокой - наиболее близким аналогом (пример 11), с одинаковым для обеих проволок термическим коэффициентом электросопротивления в исходном материале, видно, что предлагаемая дисперсно-упрочненная проволока обладает более высоким комплексом механических характеристик и термического коэффициента электросопротивления.In addition, from a comparison of the proposed wire (examples 7, 8, 9) with a wire - the closest analogue (example 11), with the same thermal coefficient of electrical resistance in the starting material for both wires, it can be seen that the proposed dispersion-strengthened wire has a higher complex mechanical characteristics and thermal coefficient of electrical resistance.

Заявляемая полезная модель позволяет получать высокопрочную платиновую проволоку повышенной чистоты для термочувствительных элементов, например термопар и термометров сопротивления, с прогнозируемыми термоэлектрическими свойствами.The inventive utility model allows to obtain high-strength platinum wire of high purity for thermosensitive elements, such as thermocouples and resistance thermometers, with predicted thermoelectric properties.

Характеристика и свойства заявляемой и известных проволок
Таблица
Characterization and properties of the claimed and known wires
Table
№ п/пNo. p / p Платиновая проволока для термочувствительных элементов, например, термопар и термометров сопротивленияPlatinum wire for thermosensitive elements such as thermocouples and resistance thermometers Характеристика проволокиWire characteristic Свойства проволокиWire properties Термический коэффициент электросопротивления исходного материала, 10-3, 1/градThermal coefficient of electrical resistance of the starting material, 10 -3 , 1 / degree ОсноваThe basis Состав упрочняющих частицThe composition of the reinforcing particles Количество упрочняющих частиц, об.%The number of hardening particles, vol.% Размер упрочняющих частиц, 10-8, мThe size of the reinforcing particles, 10 -8 , m Характер упрочненияNature of hardening Предел прочности при 20°С, кгс/мм2 Strength at 20 ° C, kgf / mm 2 Предел прочности при 1200°С, кгс/мм3 Strength at 1200 ° C, kgf / mm 3 Относительное удлинение при 20°С, %Elongation at 20 ° С,% Термический коэффициент электросопротивления упрочненной платины, 10-3, 1/градThermal coefficient of electrical resistance of hardened platinum, 10 -3 , 1 / degree 1one 3,8303,830 платинаplatinum BaOBao 0,040.04 88 химико-механическийchemical mechanical 19,719.7 6,06.0 2828 3,8303,830 22 ПредлагаемаяProposed 3,8303,830 платинаplatinum ВаОWow 0,080.08 77 химико-механическийchemical mechanical 21,021.0 7,27.2 2929th 3,8303,830 33 3,8303,830 платинаplatinum ВаОWow 0,120.12 66 химико-механическийchemical mechanical 21,521.5 7,67.6 2828 3,8303,830 4four 3,8303,830 платинаplatinum ВаОWow 0,150.15 4four химико-механическийchemical mechanical 22,122.1 8,28.2 2626 3,8303,830 55 3,8303,830 платинаplatinum ВаОWow 0,200.20 33 химико-механическийchemical mechanical 23,523.5 8,88.8 77 3,8103,810 66 3,9223,922 платинаplatinum ВаОWow 0,040.04 88 химико-механическийchemical mechanical 19,319.3 5,95.9 2929th 3,9223,922 77 ПредлагаемаяProposed 3,9223,922 платинаplatinum ВаОWow 0,080.08 77 химико-механическийchemical mechanical 20,620.6 7,07.0 30thirty 3,9223,922 88 3,9223,922 платинаplatinum ВаОWow 0,120.12 66 химико-механическийchemical mechanical 21,121.1 7,37.3 30thirty 3,9223,922 99 3,9223,922 платинаplatinum ВаОWow 0,150.15 4four химико-механическийchemical mechanical 21,821.8 7,87.8 2525 3,9223,922 1010 3,9223,922 платинаplatinum ВаОWow 0,200.20 33 химико-механическийchemical mechanical 23,023.0 8,58.5 88 3,9193,919 11eleven ИзвестнаяFamous 3,9223,922 платинаplatinum ВаОWow 0,050.05 20twenty механическийmechanical 21,121.1 6,16.1 2828 3,9153,915 1212 ИзвестнаяFamous 3,9153,915 платинаplatinum -- -- -- -- 12,012.0 1,21,2 -- -- Примечание: примеры №: 2, 3, 4 и 7, 8, 9 - предлагаемая проволока с заявленным диапазоном значенийNote: examples No.: 2, 3, 4 and 7, 8, 9 - the proposed wire with the declared range of values 1, 5 и 6, 10 - проволока с запредельными значениями диапазонов1, 5 and 6, 10 - wire with outrageous values of ranges 11 - наиболее близкий аналог11 is the closest analogue 12 - проволока по ГОСТ 21007-7512 - wire according to GOST 21007-75 1-12 - для проволоки диаметров 0,5 мм1-12 - for wire diameters of 0.5 mm

Claims (2)

1. Платиновая проволока для термочувствительных элементов, например термопар и термометров сопротивления, содержащая тело, выполненное из дисперсно-упрочненной оксидами бария платины повышенной чистоты, которая обеспечивает ее температурный коэффициент электросопротивления, например, не ниже 3,830·10-3 1/град, отличающаяся тем, что оксиды бария содержатся в количестве (0,08-0,15) об.% и сформированы размером (4-7)10-8 м путем нанесения на поверхность тела раствора солей бария и их разложения при отжиге и введены в объем тела при ковке.1. Platinum wire for temperature-sensitive elements, such as thermocouples and resistance thermometers, containing a body made of dispersively hardened barium oxides of high purity platinum, which provides its temperature coefficient of electrical resistance, for example, not lower than 3.830 · 10 -3 1 / deg, characterized in that barium oxides are contained in the amount of (0.08-0.15) vol.% and are formed by the size of (4-7) 10 -8 m by applying a solution of barium salts to the surface of the body and their decomposition during annealing and introduced into the body volume at forged. 2. Платиновая проволока для термочувствительных элементов по п.1, отличающаяся тем, что оксиды бария сформированы путем нанесения на поверхность тела раствора азотнокислого бария и его разложения при отжиге.
Figure 00000001
2. A platinum wire for heat-sensitive elements according to claim 1, characterized in that the barium oxides are formed by applying a solution of barium nitrate to the surface of the body and its decomposition during annealing.
Figure 00000001
RU2010134779/02U 2010-08-19 2010-08-19 PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS RU102938U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134779/02U RU102938U1 (en) 2010-08-19 2010-08-19 PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010134779/02U RU102938U1 (en) 2010-08-19 2010-08-19 PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU102938U1 true RU102938U1 (en) 2011-03-20

Family

ID=44053953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010134779/02U RU102938U1 (en) 2010-08-19 2010-08-19 PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU102938U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kamata et al. Ultrahigh-temperature tensile creep of TiC-reinforced Mo-Si-B-based alloy
US8067689B2 (en) EDM wire
JP3769504B2 (en) Dispersed and solidified platinum-gold material, process for producing the material and use of the material
JP5457018B2 (en) Platinum iridium alloy and method for producing the same
JP5294859B2 (en) Ribbons, wires or molded parts from oxide dispersion strengthened Pt-Ir alloys and other alloys with improved surfaces for spark plug electrodes and methods of making the same
WO2006104152A1 (en) Copper alloy and process for producing the same
Shu et al. Fabrication and characterization of Cu-SiCp composites for electrical discharge machining applications
Keller et al. Microstructure and mechanical properties characterization of architectured copper aluminum composites manufactured by cold-drawing
Belbasi et al. Influence of chemical composition and melting process on hot rolling of NiTiHf shape memory alloy
Jahani et al. Effects of Ti2SnC MAX Phase on Microstructure, Mechanical, Electrical, and Wear Properties of Stir‐Extruded Copper Matrix Composite
El Kedim et al. Electrochemical behavior of nanocrystalline iron aluminide obtained by mechanically activated field activated pressure assisted synthesis
CN104372275B (en) A kind of combinational processing method of copper magnesium alloy
RU102938U1 (en) PLATINUM WIRE FOR THERMOSENSITIVE ELEMENTS, FOR EXAMPLE THERMOCOUPLES AND RESISTANCE THERMOMETERS
JPS6154109B2 (en)
Navarro Silver alloys used in composite BSCCO tapes: development of electrical and mechanical properties during manufacture
JP2010275575A (en) HIGH-DURABLE Pt WIRE
GB2082205A (en) Dispersion-hardened platinum- group metal articles
Gangolu et al. Comparison of flow behavior of as-cast and hot rolled Al-B4C composites by constant and differential strain rate tests
Schlamp Noble Metals and Noble Metal Alloys
Gaponova et al. Effect of Temperature–Rate Strain Conditions on the Power Variables and Structurization During Hot-Forging of the Sintered Cu–2% Ti Billets
JP6308672B2 (en) Platinum rhodium alloy and method for producing the same
Ibrahim et al. Upgrading the performance of functional Cu–Cr–Zr alloys for resistance welding electrodes
Mann et al. Analysis of the Elevated Temperature Plastic Flow Response of Ti-6Al-4V Produced via the Hydrogen Sintering and Phase Transformation (HSPT) Process
JP2540161B2 (en) Copper alloys and their use as work materials for continuous casting molds
Pezzato et al. Microstructure and Mechanical Properties of a 18Kt 5N Gold Alloy After Different Heat Treatments

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190820