Способ получения монокристаллической проволоки Советский патент 1983 года по МПК G01K7/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.зовано при изготовлении чувствительных элементов термометрических устройств.

Известен способ изготовления термоэлектродной проволоки из порошков тугоплавких металлов и сплавов путем их прессования по известной технологии порошковой металлургии f1,

Однако такая проволока нетехнологична, не сворачивается, раскристаллиэуется при нагреве всего до :1100-13бО°С, а при более высоких температурах окрупчивается.

Известно выполнение чувствительных элементов датчиков температуры , из монокристаллической проволоки

Однако монокристаллы, использованные для изготовления электродов термопары, не пригодны для изготовления чувствительных элементов термометров сопротивления и термопар,. используемых в определенных условиях измерения, так как их длина не превышает 0,5 м, а их диаметр не менее 4 мм.

Температура отжига

Скорость протяжки, м/с

1800-2175 1800-2175

1800-2175

2175-2225 2175-2225 2175-2225

2225-2350

2225-2350 2225-2350

j-

Наиболее близким является способ получения монокристаллов тугоплавких металлов и сплавов, заключающийся в рекристаллизационном отжиге при высоких температурах Jj,

Однако известным способом йе удается получить монокристаллическуго проволоку длиной, достаточной для |кэ:(:отовления термопреобразователей.

Цель изобретения - .упрощение способа получения и повышение стабиль iHOCTH метрологических характеристик проволоки.

Указанная цель достигается тем, что проволоку протягивают в вакууме не ниже 6,65 10 ч1а со скоростью 4-1СГ м/с через зону, температура которой 2200i 25°С, при этом используют проволоку, выполненную из сплава, содержащего следующие компоненты, вес.%:

Калий . , 0,019-0,04 Кремний0,019-0,04

Молибден Остальное После получения монокристаллической проволоки, она подвергалась микро- ирентгеноструктурному анализ В табл. 1 приведены результаты

анализа.„ -,

Таблица 1

п:

Качество термометрического материала

Поликристаллическая, крупнозернистая структра

Полик рис таллич еск ая структура с большими, вытянутыми вдоль оси

проволоки зернами

.(

,

Поликристаллическая .структура

Монокристалл Монокристалл

Поликристаллическая структура.

Поликрис аллическая структура с вытянутыми вдоль оси зернами

Монокристалл

Поликристалл с поперечньФ4и межзеренными границами

Опытным путем было установлено, что наилучший рост, монокристалла в молибденовой проволоке происходит при содержании в ней присадки кремния и калия в равном соотношении 0,019-0,04 вес.%.

Результаты проверки различного содержания присадки указаны в табл.2.

Таблииа2

Содержание присадки калия и кремния, вес.%

0,019

Крупнозернистая структура, продольные и поперечные межзеренные границы

,04

Монокристалли-. ческая 0,04

Продольные вытянутые вдоль оси проволоки зерна

Наличие в проволоке присадки кремния изменяет ее термоэлектрические свойства и позволяет снизить

температуру инверсии вольфрам-молибденовой термопары с 1300 до расширяя,тем самым, ее рабочий диапазон. Кроме того, увеличивается термо-ЭДС термопары по сравнению с обычной вольфрам-молибденовой термопарой . . ,

На чертеже приведены характеристики термопар, где 1 - характеристика обрлчной вольфрам-молибденовой тер0мопары; 2 - характеристика термопары с электродом из монокристаллической проволоки, полученной согласно изобретению.

С характеристикой 2 создана воль5 фрам-молибденовая термопара дпя измерения температур до в вакууме и нейтральной среде. В диапазоне 1500-2000°Сградуировочная характеристика такой термопары линейная, чувствительность - 10,5 мкВ/С, при величина термо-ЭДС составляет 7 мВ. Известная поликристаллическая вольфрам-молибденовая термопара при 2000 С развивает термо5 ЭДС,равную 4 мВ, а температура инверсии составляет-1330-1350 С.

Изобретение позволяет получить монокристаллическую термометрическую проволоку с улучшенными технологическими свойствами и повьаненной . стабильностью метрологических характеристик, а также позволяет упростить способ ее получения.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРОВОЛОКИ рекрйсталлизационным.отжигом при высоких температурах, отличающийся тем, что, с целью его ynpoir ния и повышения стабильности метрологи-ческих характеристик проволоки, nocfледнюю протягивают в вакууме не ниже 6,65 со скоростью 210 4-10 м/с через зону,температура которой 22001 25°С, при этом используют проволоку, выполненную из сплава, содержащего следующие компоненты,- вес. %: Калий „0,019-0,04 Кремний 0,019-0,04 i (Л Молибден Остальное С со Од со