该项目旨在开发一种高温用纳米复合整体陶瓷精密测温材料。采粉末冶金法制备整体陶瓷热电偶材料,建立起材料成分、制备工艺、组织性能的设计与控制理论,并在此基础上,完成整体复合陶瓷精密热电偶的结构设计和制造。新型热电偶可以用于冶金和化工行业测定熔融金属温度或腐蚀性化学试剂温度,测量汽轮机出气口温度(例如,航空业),微波烧结炉过程温度测定,以及与石墨直接接触设备上的温度检测。 主要技术指标和水平 ▲敏感性:在整个工作温度范围内热电势不低于25μv/℃; ▲极限工作温度高——2000℃; ▲抗热震性高——产品冷热端之间温差高于1000℃; ▲腐蚀介质中稳定性高一可以在熔融金属,含碳、硫、酸、碱介质中稳定工作。 上述性能指标达到了高温及腐蚀环境用精密测温材料的国际先进水平。 主要研究内容包括: 1)制备工艺研究 ◆导通相、陶瓷相、添加剂及粘结剂比例的优化研究; ◆采用等静压成型方法和独特的速率控制烧结工艺,通过对比分析,优化材料的制备工艺参数; ◆解决形成有效导通组元制备工艺问题,使有效导通组元在组成相中获得最优静态均匀分布,并使之形成最佳弥散分布; ◆建立含导通相的氧化物、氮化物基陶瓷复合材料制备工艺的理论基础,优化材料组织和物理性能。 2)材料组织及力学性能研究 ◆不同制备工艺条件下材料的宏观及微观组织研究; ◆不同制备工艺条件下材料的抗压性能研究; ◆材料抗热震能力研究。 3)物理性能研究 ◆材料的导电率、导热率、热容、热膨胀系数等物理参量随制备工艺及材料成分的变化规律研究; ◆材料热、电性能在不同温度下及不同腐蚀介质环境中的变化规律研究。 4)热点偶整体结构设计和成型工艺研究 ◆设计和优化零部件和整体陶瓷热点偶结构 ◆陶瓷电极与测量仪器连接面的设计; ◆绝缘壳体材料粉末组元和活性添加剂的选择及配比优化 ◆确定整体陶瓷热点偶零件制备和装配工艺 ◆整体陶瓷热点偶型式试验和工业运行试验 |