鎢錸熱電偶推廣應用中存在的問題

　　進入90年代以來,鎢錸熱電偶在工業(yè)測溫領域的推廣應用掀起高潮,尤其在冶金領域快速測溫熱電偶的應用,大大降低了測溫的成本,取得了很好的經(jīng)濟效益.針對鎢錸偶絲的生產(chǎn)工藝、性能檢驗、生產(chǎn)總量控制、熱電倜器件組裝及推廣應用中的問題進行簡要評述，以利于對鎢錸熱電偶測溫的了解和推廣應用。
一、鎢錸偶絲的生產(chǎn)工藝
　　鎢錸偶絲是通過粉末冶金方法制得的，生產(chǎn)工序一般包括:粉末配料、壓型與燒結、鍛打與拉絲、偶絲退火處理及標定檢驗。但是,在粉末配料及偶絲退火處理兩道工序上，目前各研制單位采取不同的操作方法,持有不同的觀點。
　　鎢錸粉末配料主要有兩種方法,一種是噴霧法,以仲鎢酸銨和錸酸銨為原料,使用專門的噴霧設備,使鎢錸合金粉末成分達到均勻分布.另--種方法是“固一液"配料法,以鎢粉(或摻雜鎢粉)及錸酸銨為原料,使鎢粉與錸酸銨水溶液相混合,然后烘千混料以達到成分均勻.兩種方法相比,前一種工藝較復雜,后一種較簡單,市場上每種方法生產(chǎn)的鎢錸偶絲數(shù)量基本相當.
　　以上兩種配料方法哪一種更優(yōu)越?該問題爭論巳久.通過幾年來研制及使用情況看,不管哪種方法生產(chǎn)的鎢錸偶絲熱電性能均滿足要求,且偶絲均較長.使用性能也無明顯差別.因此,在目前的認識水平上兩種方法均是可行的.在實際配料過程中,兩種方法的選擇依各試制單位的具體條件而定。在沒有充分的實驗研究結果為基礎的情況下,任何厚此非彼的做法都沒有意義,在大力推廣應用鎢錸熱電偶之際有必要對該問題進行進一步深入研究.
　　另一有差別的工序是退火處理,目前每一個試制單位都有一套自己的退火辦法和制.度,可以說千差萬別。市場.上合格鎢錸偶絲的熱電和機械性能是相同的,依據(jù)偶絲拉拔狀態(tài)的差異,采取不同的退火制度是必要的,但目前有關鎢錸偶絲加工態(tài)與退火制度的關系的研究仍是空白.盲目選擇退火制度會導致偶絲熱電性能的波動，既使配對檢驗合格的偶絲,若塑性差,易斷,也給使用帶來許多困難,影響推廣應用。
二、鎢錸偶絲的性能檢驗
　　鎢錸偶絲的性能要求主要有熱電性能和機槭性能熱電性能檢驗主要運用定點法(鈀絲:1553.5℃或1554℃)和比較法,冶金部自動化研究院溫度計量中心對鎢錸偶絲定點法標定進行了許多基礎性工作。并以其測試結果為準.依據(jù)技術標準JB5401--91,各偶絲試制單位應提供偶絲精度和熱電均勻性兩個數(shù)據(jù)，1級絲精度控制在0.025%t以內(nèi),正負極累計不均勻性小于70μV;I級絲精度控制在0.5%t,不均勻性小于80μV,實際上，市場.上大部分偶絲均只有精度-一項數(shù)據(jù),很少有關于均勻性的測試結果.忽略偶絲熱電均勻性的測試,只靠一點的精度測試結果,不能充分反映整段偶絲的熱電性能,建議進入市場的偶絲必須具備均勻性的測試結果,以便保證偶絲的質(zhì)量..
　　除了對鎢錸偶絲熱電性能的要求以外,其機械性能越來越引起用戶的關注。相比鉑銠偶絲,鎢錸偶絲明顯具有硬、脆的特點,但不能因為脆斷而導致嚴重的使用不便.目前，各偶絲試制單位對φ0.1mm偶絲均以彎折次數(shù)進行初步判別;對φ0.1mm偶絲還沒有統(tǒng)一實用的檢驗方法。φ0.5mm鎢錸偶絲彎折試驗,不同操作者所得結果相差較大.成品φ0.5mm偶絲一般較柔軟,但經(jīng)氬弧焊接后不同的成品絲斷裂次數(shù)明顯不同.建議對偶絲的拉伸性能、微觀組織等進行研究,以確定合格鎢錸偶絲機械性能數(shù)據(jù)要求范圍,并納入技術標準予以規(guī)定。
三、鎢錸偶絲生產(chǎn)總量的控制
　　鎢錸熱電偶是一種非標準熱偶,由于其測溫精度能滿足一般工業(yè)測溫方面的要求，比鉑銠偶絲又有很高的經(jīng)濟性,因而得到了在工業(yè)測溫方面的推廣應用.但是,鎢錸偶絲在500℃以上不抗氧化是其致命弱點,在偶絲抗氧化問題沒有解決情況下,鎢錸偶絲市場用量不可能有大的增加.
　　進入90年代,鎢錸偶絲進行規(guī)模性推廣應用,1994年達到高潮,估計快速測溫偶頭近千萬只,φ0.5mm偶絲有5000對米左右(包括應用于氫氣環(huán)境).同時1994年也是偶絲生產(chǎn)總量嚴重飽和的一年,由于不嚴肅的技術轉讓和盲目擴大生產(chǎn)規(guī)模,使鎢錸偶絲的生產(chǎn)能力遠遠大于需求量.由于偶絲過剩,.各試制單位紛紛壓價,導致各單位在經(jīng)濟上都深受其害,加之各單位技術水平相差較大,使大量不合格偶絲充滿市場,在用戶使用中.造成惡劣影響.建議各試制單位相互協(xié)調(diào),嚴格控制生產(chǎn)總量和銷售價格,嚴把偶絲檢驗標定關,減少浪費和損失,扎實進行鎢錸測溫偶器件開發(fā)和工業(yè)測溫使用試驗,穩(wěn)步推動鎢錸熱電偶的使推廣使用.
四、鎢錸熱電偶測溫器件
　　高質(zhì)量的鎢錸測溫熱電偶是擴大偶絲產(chǎn)量,大力推廣鎢錸熱電偶工業(yè)測溫使用的重要保證.相應于φ0.1mm和φ0.5mm鎢錸偶絲的熱電偶器件,一般是快速測溫偶頭和連續(xù)測溫組裝偶.經(jīng)過幾年的試制和試用試驗，快速測溫偶頭已逐漸走向成熟,但連續(xù)測溫組裝偶仍處于開發(fā)試用階段。
　　相比對快速測溫偶的要求,連續(xù)測溫組裝偶的難題在于防止偶絲氧化，延長熱電偶的使用壽命.一般認為，組裝偶壽命至少達到兩個月以.上,才有開發(fā)、推廣使用價值.目前，組裝偶制造大致采用的方法有以下四種:①粉料充填法;②抽真空法;③循環(huán)通氣保護法;④粉體充填,經(jīng)燒結形成密實燒結體保護法.顯然,前三種方法緊密依賴于保護管的致密性,第四種方法則有燒結體與偶絲的匹配.及其之間的相互作用問題。各試制單位均有典型的、長壽命的組裝偶試用報告,但還沒有一家能提供穩(wěn)定而合格的組裝偶器件?？傊?，鎢錸偶絲的氧化問題是鎢鉬等難熔金屬及其合金最原始的問題之一,解決偶絲防氧化問題仍需要進-一步探索.
五、鎢錸偶絲的推廣
　　綜上所述,推廣鎢錸熱電偶在工業(yè)測溫上的應用,必須以兩個條件為基礎。首先,鎢錸偶絲本身的性能要過關.雖然偶絲制造工藝方法會有不同,但最終成品偶絲在熱電和機械性能方面必須滿足使用要求,經(jīng)過嚴格的檢驗標定,出具充分的試驗數(shù)據(jù).
　　其次,要幫助用戶了解鎢錸熱電偶的特性,使其不斷增加使用經(jīng)驗.鎢錸熱電倜與鉑銠熱電偶相比有較大差異,需要認識和解決一些新問題,如熱點焊接要防氧化,使用操作過程中要防止脆斷等,測溫工作者需要具有對鎢錸偶絲方面的知識,在此基礎上使用鎢錸熱偶才會更有成效,充分顯示其經(jīng)濟性和優(yōu)越性。