Способ изготовления высокотемпературной пленочной термопары Советский патент 1993 года по МПК G01K7/02 G01K7/04 

термопары; отсутствие фритты в пленках термоэлектродов совершенствует термоэлектрическую характеристику термопары и упрощает регистрацию термоЭДС благодаря уменьшению сопротивления пленок термоэлектродов.

У платинородий-платиновой пленочной термопары, для изготовления платинороди- евого термоэлектрода которой использована паста с содержанием платины и родия в массовом соотношении 89-11, обеспечено соответствие термоэлектрических свойств, пленочных и проволочных элементов термопары и тем самым достижение цели изобретения. л, Сущность предложенного способа за: ключается в следующем.

Готовятся термоэлектродные пасты на базе мелкодисперсных порошков термоэлектродных металлов (например, платины, родия, иридия, палладия, серебра, золота и др.) и жидкого органического связующего (например, раствора порошка канифоли в скипидаре); паста фритты, включающая алюмофосфатное связующее и добавки (окись кремния, гидроокись алюминия, бора, кальция, бария, хрома, магния и двуокись титана).

На поверхность электроизолирующей подложки исследуемой детали по трассе термоэлектродов наносят полосы пасты фритты. Эти полосы просушивают в атмосферных условиях в течение трех часов, за- тем в сушильном шкафу с нагревом до 100°С со скоростью 1,5 град/мин. После охлаждения детали до комнатной температуры на поверхности образовавшихся пленок наносят полосы термоэлектродных паст с перекрытием их в месте рабочего спая термопары. Деталь помещают в сушильный шкаф и просушивают. После этого деталь подвергают высокотемпературному отжигу для формирования термоэлектродов. Охлаждают деталь до комнатной температуры и к свободным концам пленок термоэлектродов крепят пррвода из материала, соответствующего материалу термоэлектродов. На фиг. изображена лопатка турбины ГТД, препарированная платинородий- платиновой пленочной термопарой, изготовленной по предложенному способу; на фиг.2 и 3 - пленочные термопары.

Термопара содержит пленочные термоэлектроды 1,2 из платинородиевой пасты (1) и платиновой пасты (2), нанесенных на поверхность лопатки 3, предварительно защищенной электроизоляционной подложкой, по трассам 1 и 2, и удлинительные провода 4,5 из сплава платинородия ПР-10 (4) и пластины ПлТ (5).

Указанные выше элементы выполнены следующим образом.

На поверхность детали 3 вдоль трассы пленок 1 и 2 на электроизоляционную подложкус разрывом в 0,5-1 мм в зоне рабочего спая 6 нанесена паста фритты,выполненная на алюмофосфатном связующем из окисей кремния, алюминия, бора, кальция, бария, хрома, магния, гидроокиси алюминия и двуокиси титана. После просушивания в течение трех часов в атмосферных условиях и в сушильном шкафу с нагревом до 100°С со скоростью нагрева 1,5 град/мин поверх полученных пленок нанесены ветви-полосы

платинородия 1 и платины 2, перекрываемые вместе 6 пастами, составленными на кани- фольно-скипидарном связующем из порошков соответственно платины и родия в массовом соотношении 89 : 11 и платины/

На свободных концах этих полос выполнены

площадки 7 для опорных спаев размерами 3 х 1,5 мм. Деталь с нанесенными ветвями и опорными спаями помещают в сушильный шкаф и нагревают до 150°С со скоростью 1,5

град/мин с выдержкой при 150°С в течение

30-40 мин. После просушивания деталь с пленками выдерживают при температуре 1100°С в течение 20 мин, С целью защиты пленок от эрозии рабочим потоком поверх

пленок (кроме мест опорных спаев свободных концов пленочных термоэлектродов) наносят пленки из пасты фритты, которые просушивают на воздухе при комнатной температуре в течение 2 ч с последующим

нагревом до 1050-1100°С в течение 20 мин. После охлаждения детали присоединяют провода 4 и 5.

С целью подтверждения эффективности способа выполнены пленочные термопары,

приведенные на фиг.2 и 3, где 1 - платино- родиевый термоэлектрод, изготовленный из пасты с массовым соотношением платины и родия 90 : 10; платинородиевый термоэлектрод, изготовленный из пасты с весовым соотношением платины и родия 89; 11; 1; - удлинительный провод из ПР-10; 2 - платиновый пленочный термозлектрод; 2- удлинительный провод из ПлТ.

Результаты испытаний показали, что

- снимаемый сигнал Е1(ЕИ) соответствует сигналу стандартной проволочной термопары ТПП с номинальной статической характеристикой преобразователя ПП (S). Формула изобретения

1. Способ изготовления высокотемпературной пленочной термопары, включающий нанесение на электроизоляционную подложку фритты в виде пасты и слоев пасты из смеси порошков термоэлектродных металлов и жидкого органического связующего,

перекрывающихся в месте образования рабочего спая, последующее высушивание и высокотемпературный отжиг слоев для формирования термоэлектродов и подсоединение к последним удлинительных проводов, однотипных по составу материала термо- эЬектродов, отличающийся тем, что. с целью повышения точности измерения, 4ритту наносят в виде дополнительного слоя по трассе каждого из термоэлек тродов перед нанесением основных слоев, а затем

высушивают дополнительные слои при температуре, не превышающей 100°С,

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющийся тем, что при выполнении удлинительного провода из платинородиевого сплава ПР-10 к термоэлектроду термопары платиноро- дий-платина, в качестве порошков ;ермо- электродных металлов в одном из основных слоев пасты используют платину и родий в массовом соотношении 89 : 11,

им.;

Л

Л

2

г /-

Ч

г

9 (

9 О

г

i

2

t V

f V