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铂丝的氧化特性研究及其在销电阻温度计中的应用

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铂丝的氧化特性研究及其在销电阻温度计中的应用

作者：牛亚路太原理工大学

学位级别：硕士

温度测量广泛应用于能源、冶金、新材料、电子技术、卫生医疗、国防、航空航天等领域。为了保证在不同地区、不同场合下测量相同温度时具有相同量值的标尺,提出了温标的概念。现行的国际温标为ITS-90国际温标,而标准铂电阻温度计作为90... 详细信息

温度测量广泛应用于能源、冶金、新材料、电子技术、卫生医疗、国防、航空航天等领域。为了保证在不同地区、不同场合下测量相同温度时具有相同量值的标尺,提出了温标的概念。现行的国际温标为ITS-90国际温标,而标准铂电阻温度计作为90国际温标的标准内插仪器,在温度量值的溯源传递和高精度测量中扮演着不可替代的作用。影响铂电阻温度计的主要因素有铂丝氧化、铂丝杂质、铂丝的晶体结构以及铂丝应力等影响因素,其中铂丝的氧化特性和晶体结构是最为主要的两个影响因素。因此,研究铂丝的氧化特性以及因高温加热氧化引起的晶粒尺寸的变化,对于研究标准铂电阻温度计,保证温度量值准确有效地传递,提高温度测量的准确性和稳定性具有非常重要的意义。本文以PtO粉末、高纯铂片和两支可改变内部气压的标准铂电阻温度计为研究对象,通过差示量热扫描装置(DSC)和X射线光电子能谱技术(XPS)研究PtO在不同温度下的生成和分解产物、高纯铂片的氧化产物,并使用高精度测温电桥研究铂电阻温度计(SPRT)因其内部铂丝氧化带来的测量误差,从微观层面分析研究铂丝在不同温度下的氧化特性及其对SPRT的影响;另外,由于铂丝在高温加热氧化过程中,其内部结构会因高温加热产生晶粒生长等内部晶格结构的变化,导致电阻率的改变,从而影响SPRT的测量精度,因此,本文通过扫描电镜观测晶粒尺寸变化,并使用高精度电桥计算出电阻率变化,得出电阻率和晶粒尺寸的关系。研究结果表明:(1)PtO在550℃以上加热能够分解为单质Pt和PtO。PtO快速分解为铂单质的温度需大于620℃,PtO快速分解为铂单质的温度需大于820℃。(2)常压下,铂丝在175℃下的加热会使单质铂和氧气发生反应,生成二维的PtO,且随着加热时间增加,电阻值先增加后趋于稳定;在375℃下的加热使单质铂和氧气发生反应,生成三维的PtO,加热666h仍没有减缓氧化速度的趋势;在500℃下的加热使单质铂和氧气发生反应,生成PtO和少量的PtO,且随着加热时间增加,电阻值先增加后趋于稳定。(3)常压下,随着温度的升高,铂电阻发生氧化依次生成二维的氧化物PtO、三维的氧化物PtO和氧化物PtO,在175℃、375℃、500℃三个温度点下加热666h后,电阻的最大变化量达到4.9mk,对于量值传递和温度的高精度测量需给予特别考虑。(4)随着加热温度的升高,铂丝的晶粒逐渐长大,电阻率减小,并且符合指数函数的反比例关系,由此带来的测量误差必须考虑在内。

关键词：铂丝高温氧化铂电阻温度计晶粒尺寸测量误差

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左旋咪唑选择性铂丝涂双层聚合膜电极的研究

药物分析杂志 1990年第4期10卷 212-216页

作者：冷宗周胡效亚扬州师范学院

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航天温度传感器用铂丝的定度

宇航计测技术 1992年第4期11卷 51-55页

作者：陆月芸张增敏倪淑华郑清航空航天部航天第一计量测试研究所

简要介绍用于制作各种类型温度传感器的铂丝的定度,包括:试样的制备工艺、定度方法、试验程序、数据处理及定度结果。

关键词：航天温度传感器铂丝定度

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低氧分压下PtO_(2)的分解机理研究

计量学报 2022年第2期43卷 184-190页

作者：朱天梦潘家荣孙建平李婷李旭王成科中国计量大学浙江杭州310018 中国计量科学研究院北京100029

高纯铂丝作为标准铂电阻温度计的传感元件,其氧化与分解机理是影响温度计稳定性的关键因素。采用差示量热扫描法与X射线光电子能谱共同分析了2种类型的铂氧化物PtO_(2)和PtO在低氧分压下的分解过程。结果表明:2种氧化物的分解温度对氧... 详细信息

高纯铂丝作为标准铂电阻温度计的传感元件,其氧化与分解机理是影响温度计稳定性的关键因素。采用差示量热扫描法与X射线光电子能谱共同分析了2种类型的铂氧化物PtO_(2)和PtO在低氧分压下的分解过程。结果表明:2种氧化物的分解温度对氧气分压有明显的依赖性,氧气分压10 kPa下,570℃时PtO_(2)基本完全分解为Pt单质和PtO;在氧分压为3 kPa下PtO_(2)的起始分解温度约为520℃,565℃以上大量分解为Pt单质,且当温度达到585℃时,PtO_(2)分解为Pt的速度达到最快。研究结果可为铂电阻温度计的制作工艺、计量检定规程的完善提供数据参考和理论支持。

关键词：计量学标准铂电阻温度计铂丝氧气分压差氧化分解机理示量热扫描 X射线光电子能谱

铂丝退火过程中的微观形貌演变和位错密度研究

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湖南有色金属 2020年第1期36卷 40-44页

作者：卜天佳李旭耿永锋 中国计量科学研究院前沿计量科学中心北京100029 河南科技大学材料科学与工程学院河南洛阳471023

铂丝的微观形貌和位错密度与退火工艺密切相关,研究铂丝退火过程中微观形貌和位错密度的变化,可以优化退火工艺和提高铂丝电阻性能,为研发高性能铂电阻温度计提供支撑。研究表明:初始铂丝表面有黑色斑驳区域和划痕,有自生颗粒和外来颗... 详细信息

铂丝的微观形貌和位错密度与退火工艺密切相关,研究铂丝退火过程中微观形貌和位错密度的变化,可以优化退火工艺和提高铂丝电阻性能,为研发高性能铂电阻温度计提供支撑。研究表明:初始铂丝表面有黑色斑驳区域和划痕,有自生颗粒和外来颗粒。随着退火时间的延长,铂丝表面的黑色斑驳区域和划痕消失。退火过程中,铂晶粒晶界处的铂原子很不稳定,逐渐与碳原子形成含Pt和C的颗粒,晶界则变宽边深,产生许多孔隙;随着退火时间的延长,铂丝主体中的杂质元素只剩下C。初始铂丝晶粒的内部和晶界处均存在大量的位错,位错密度达到3.69×10^12 cm^-2,经历退火热处理后晶粒内部和晶界处的位错大量消失。铂丝被充分退火后,位错密度低至无法测出。

关键词：铂丝退火微观形貌颗粒位错密度

铂丝测温片用于燃气轮机传动装置壁面温度的测量

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舰船科学技术 1982年第4期 59-65页

作者：卢文■ 李春兰

一、前言舰船燃气轮机传动装置是一个几何尺寸较大的组合体(见图1)。运行时,各部位温度不一,热胀量不等,容易引起各部件之间的偏斜,产生诸如振动等不正常工作状况。

关键词：测温片导线电阻温度测量热工测量测量精度标准热电偶测量系统测试系统测量结果燃气轮机热力发动机电阻温度计可调电阻壁面温度电桥电路液力偶合器变速装置铂丝传动装置

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电阻比W100=1.385铂丝的研制