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钨—铼高温热电偶被广泛应用于高温热力学测量中,是一种以热电效应为基础的温度测量装置,能够在1000℃至2700℃的高温环境下进行准确的温度测量。而钨—铼高温热电偶中最关键的元件就是热电偶丝,其在高温环境下需要具备高温稳定性和精确度。本文将讨论利用“熔线法”对钨—铼高温热电偶热电丝的制备进行研究。
一、钨—铼高温热电偶介绍
钨—铼高温热电偶(WRe)是由两种金属钨和铼组成,在高温下能够产生较大的热电势差。热电偶一端为钨,另一端为铼,两端相贯穿和绕制而成。由于钨和铼之间的化学反应极小,故钨—铼高温热电偶不易出现工作温度下的化学反应而失效。同时,钨和铼的熔点较高,且具有良好的高温稳定性。因此,钨—铼高温热电偶被广泛应用于高温热力学测量中。
二、钨—铼热电丝的制备方法
钨—铼热电丝制备的方法有很多种,其中一种比较简单、易操作而且成本较低的方法就是“熔线法”。
熔线法涉及到两个步骤:
1. 制备原材料
根据需要的尺寸,提前制备好两个长度相等的金属棒,一个为钨,一个为铼。,且两条细棒的长度相同。
2. 熔线制备
将两条细棒放置在一起,两端相重合。确定熔合的部位,并用熔丝机在该部位进行熔焊。在熔焊中,由于两根细棒之间的热扩散不均匀,会使熔化的铼液体渗入钨棒中。熔化的铼液体在被钨棒吸收后,在钨—铼界面处形成致密的金属结构,同时也具有热电效应。因此研究表明,通过熔线法制备的热电偶热电效应远高于传统的杆式热电偶。
三、钨—铼热电丝的性能测试
熔线法制备的钨—铼热电丝具有较高的热电效应和稳定性,但在实际应用中仍需要进一步测试。
1. 稳定性测试
通过实验发现,钨—铼热电偶在常温下的电势差与温度并不成正比,且钨—铼热电偶的温度变化率不是常数,而是随温度变化而变化的,这是由于钨和铼之间的化学反应会对其热电性能造成影响。因此,在实际应用中,需要对热电偶的温度修正系数进行校准。
2. 精度测试
通过实验发现钨—铼热电偶的精度与钨和铼细棒的纯度有关,当纯度越高时,偏差越小。此外,钨—铼热电偶的精度还受到元素间杂质、协同效应、外界磁场等因素的影响。
四、结论
通过熔线法制备的钨—铼热电丝具有较高的热电效应和稳定性,但在实际应用中需要进行温度修正系数校准以及对元素杂质等因素的影响进行考虑。因此,熔线法制备的钨—铼热电丝具有较广泛的应用前景,同时也需要进一步的研究来提高其准确性和稳定性。