鎢錸熱電偶絲工作原理
- 分類：鎢的知識
- 發佈於：2014年11月28日
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鎢錸熱電偶絲是一種使用範圍較廣的一類溫度感測器，通常使用在2000℃以下的環境中，在各類熱電偶中，鎢錸熱電偶絲時工作溫度最高的熱電偶之一，在非氧化氣氛下短時工作溫度甚至可以達到3000℃。
鎢錸熱電偶絲測溫的基本原理是利用賽貝克效應，即金屬中的電子由於溫度梯度的存在，會導致費米能級附近傳導電子的動能和平均自由程的變化，由此引起一端的自由電子向另一端擴散的趨勢，這時就產生了電動勢，即熱電動勢。鎢錸熱電偶絲就是用兩種不同成分的導體組成閉合電路，當回路的兩端存在溫度梯度時，回路中就會由熱電動勢而產生電流，通過測量熱電動勢或者電流就可以間接得到熱電偶所測物體或環境的溫度。熱電偶中由兩種不同成分的均質導體作為熱電極，探測高溫的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處於某個恒定的溫度下。不同的材料之間產生的熱電動勢不同，根據熱電動勢與溫度的函數關係，便可製成不同材料熱電偶的分度表，分度表通常是自由端恒定在0℃的條件下測得的。當熱電偶回路中接入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度與熱電偶相同，熱電偶產生的熱電勢將保持不變，即此時不會受到第三種金屬接入回路的影響。
因此，在鎢錸熱電偶絲測溫時，可接入儀錶測量熱電偶的熱電動勢，由此得到被測介質的溫度。
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鎢錸熱電偶絲抗氧化-密封保護法
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鎢錸熱電偶絲作為一種性能優良的高溫測量用感測器，具有高熔點、高強度、測溫範圍廣（0-2800℃）以及熱電勢值和熱電勢率大等優點，已在冶金、石油化工、航空航太領域得到了應用。由於貴金屬資源的匱乏和價格暴漲以及鎢錸熱電偶絲性能的逐漸提高和完善，在高溫測量領域，鎢錸熱電偶絲佔據的地位已越來越重要，發展前景十分廣泛。
然而，鎢錸熱電偶絲還存在著一定的缺點，其最大的缺點是在高溫氧化性氣氛中易氧化，限制了它的應用範圍。如果採取防氧化措施克服它的缺點，就可以大大拓展它的應用範圍，從而在眾多領域代替價格昂貴的鉑銠熱電偶。以下介紹鎢錸熱電偶絲抗氧化的方法-密封保護法。
密封保護法是一種較為成熟的鎢錸熱電偶絲抗氧化的方法。主要是通過使用附著性、固化性、密封性良好的多層封料對鎢錸熱電偶絲進行密封，並塗覆析氫塗料，該塗料具有在高溫下（＞800℃）分解氫、低溫下（＜400℃）吸附氫的作用，高溫分解後的塗料還具有吸附氧、一氧化碳、二氧化碳及氮氣等能力，利用塗層的這一特性，將其置於剛玉管中密封，使鎢錸熱電偶絲高溫工作時處於純淨的氫氣保護下，取得良好的抗氧化效果，為其提高壽命提供了可靠的保證。
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鎢錸熱電偶絲特點
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隨著現代科學技術的不斷進步，試驗和研究中所用的探測技術也越來越精密和深入。而探測技術的發展又依賴於感測器性能的提高，所以說感測器的發展在一定程度上也影響著科技的發展。鎢錸熱電偶絲作為感測器，在其使用領域內深受親睞，以下介紹鎢錸熱電偶絲特點：
鎢錸熱電偶絲熔點很高（3300℃），強度大；蒸汽壓低，但極易氧化；在非氧化性氣氛中化學穩定性好，在惰性氣體中短時間工作溫度甚至可以達到3000℃；熱電勢絕對值是鉑銠熱電偶的2-3倍；其測量精度高：鎢錸熱電偶絲與被測物件直接接觸，不受中間介質的影響；熱回應快：鎢錸熱電偶絲與被測介質直接接觸，對溫度變化反應靈敏；測溫性能可靠，機械強度好，使用壽命長，安裝方便。
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硬質合金球研磨工藝參數的選擇
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在硬質合金球的研磨過程中，有很多因素會影響球體加工的品質和效率，包括球坯材料、磨料、研磨壓力、研磨盤轉速、以及加工過程中研磨球的放置等。加工過程中主要控制的工藝參數為加工載荷、研磨盤轉速、磨料粒度三個因素。
硬質合金球的研磨過程中，研磨壓力應適中，一般略微超過待加工球無打滑運動的靜摩擦所需的壓力即可。因為研磨壓力太小，不易形成較好的接觸圓弧，盤溝不能對球形成有效的約束，硬質合金球打滑，運動無規則，造成線狀燒傷，磨削效率低，加工球的球度誤差較大。過高的研磨壓力則嚴重破壞了球表面吸附精研液所形成的適宜潤滑膜，影響了球的運動靈活性，造成表面品質惡化，同時也使磨盤失去磨削的尺寸選擇性，研磨球的表面粗糙度和球度誤差都比較大。同時，研磨盤轉速也應該選擇適當，研磨盤轉速太高，機床振動加大，加工球的表面粗糙度和球度誤差較大。研磨盤轉速太低，球的自轉不充分，加工球的球度誤差較大。
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硬質合金球研磨-磨料的選擇
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研磨硬質合金球與研磨鋼球選擇的磨料不同，研磨硬質合金球一般選擇碳化硼和綠碳化矽作磨料。
碳化硼是最硬的人造材料之一，屬六方晶系，呈黑色金屬光澤，在電爐中用碳素材料還原硼酸制得。其硬度僅次於金鋼石和立方氮化硼，具有品質輕、半導體物性、研磨效率高、與強酸強鹼不起反應等特點。碳化硼作為研磨硬質合金球的磨料，可以用於硬質合金球的磨削、研磨及拋光。目前我國工業生產的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種，均為六方晶體，比重為3.20~3.25。黑碳化矽是以石英砂，石油焦和優質矽石為主要原料，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度介於剛玉和金剛石之間，機械強度高於剛玉，脆而鋒利。綠碳化矽是以石油焦和優質矽石為主要原料，添加食鹽作為添加劑，通過電阻爐高溫冶煉而成。其硬度也是介於剛玉和金剛石之間，機械強度高於剛玉。其中，綠碳化矽含SiC97%以上，主要用作研磨硬質合金工具的磨料。
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