B型偶丝脆断失效分析
B型(Pt-30Rh/ Pt-6Rh)热电偶是一类精度高、稳定性好的测温材料，具有使用温度高、良好的耐腐蚀性和抗氧化性等许多优点。铂铑型偶丝适合应用于氧化性环境，在还原性环境中容易发生脆断。本文分析了B型(Pt-30Rh/Pt-6Rh)偶丝在应用中脆断失效的原因.采用透射电镜和金相显微镜对脆断偶丝进行微观组织和形貌观察,通过定性和定量分析认为:脆断的根本原因在于铂铑偶丝在使用过程中受到了使用环境污染,在还原气氛下Pt与Si元素反应生成了低熔点的硅化铂共晶物Pt5Si2.使偶丝局部熔点降低,发生脆断.PtRh30/ PtRh6偶丝失效的根本原因在于低熔点(830℃)共晶物Pt5Si2的生成。其最初生成时吸附或镶嵌于偶丝表面，当偶丝在高温(>830℃)使用时共晶物Pt5Si2熔化，导致偶丝表面产生凹坑、空穴、裂纹或脆断等现象。在还原性气氛下用户采用碳化硅作为保护管是PtRh30/PtRh6偶丝失效的间接原因。一方面由于碳化硅保护管中SiO2含量高，易与PtRh30/PtRh6偶丝在还原性气氛下生成低熔点共晶物Pt5Si2;另一方面碳化硅的致密度不高，环境气氛容易渗入保护管中对偶丝造成污染，加快了偶丝的失效脆断。 解决PtRh30/PtRh6偶丝在还原性气氛中的使用问题的有效途径主要有四点:(1)用铂或铂铑合金代替氧化铝、碳化硅等作为热电偶保护管，但成本会大幅增加;(2)采用高纯的陶瓷耐火材料作为热电偶保护管，材料中尽量降低Si的含量，使其在使用过程中不足以与PtRh30/PtRh6偶丝反应生成低熔点共晶物Pt5Si2;(3)采用特殊涂层工艺，在PtRh30/PtRh6偶丝表面形成致密的涂层材料，阻断其与环境气氛接触;(4)提高热电偶装配的密封技术水平，隔断或减少有害气体的渗入。
测温材料 铂铑偶丝 脆断失效现象 还原性环境 表面防护
李国纲 吴保安 汪建胜 王云春 陈小军 翟步英 刘庆宾
重庆仪表材料研究所,重庆,中国,400700
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451-454
2011-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）