新一代的热电偶固结粉

　　消耗型快速热电偶(YB/T163—2008)是一种用于快速测量熔体金属温度的微型热电偶,在制作微型热电偶时,需要用热电偶固结粉将测温电偶丝、石英玻璃保护管、参考端焊点以及金属帽按标准要求固定在耐火泥头中。因此,热电偶固结粉必须具有良好的浇灌性能、固结性能、耐高温性能和电绝缘性能。

　　目前国内大多数热电偶生产厂家采用的热电偶固结粉均为上世纪70年代研制的磷酸镁溶液加镁砂粉为结合剂,刚玉粉为主填充料的化学结合型材料,这种固结粉整体呈酸性,故称酸性固结粉,俗称快干水泥。该材料的性能受季节气温、湿度的影响较大,在不同季节,要调配不同的配比,这在生产工艺管理和稳定产品质量方面存在一定难度,如处理不好,在高温下固化剂会起化学反应,从而降低热电偶绝缘,导致测温不准。另外由于其含有磷酸,不同程度上对补偿导线(铜线)起到腐蚀作用,从而影响热电偶使用特性。

　　磷酸盐固结粉的硬化体,通常有较高的气孔率(约为20%左右),同时,硬化体内存在部分溶解度较高的磷酸盐,会吸收空气中水分,使绝缘电阻值降低,测量误差增大,严重的会直接导致测温失败。由于磷酸盐固结粉存在以上缺点,导致热电偶两极绝缘电阻值因季节不同而差异很大,一般可达几百兆欧,所以对热电偶产品的储存、使用环境都要求很高,尤其是在潮湿多雨的南方地区,为确保测温的准确性,会在测量前先要将热电偶再烘干一次,这样便会给用户带来很多不便和额外的费用。同时在使用磷酸盐固结粉作为热电偶灌头的生产工艺过程中,对班组工人的责任心要求较高,须等到磷酸盐固结粉液体化学反应彻底过后才能灌注偶头,生产效率低下且存在一定的质量隐患。

　　CHME-1型热电偶固结粉是根据冶金自动化研究设计院提出的详细技术要求,由开封奇明耐火材料有限公司进行研制,经多次积极配合和苛刻的使用实践检验,取得了满意的效果,研发成功的新一代低碱型水性固结粉,其主要组成为电熔白刚玉、纯铝酸钙水泥和多种性能调节添加剂。使用时只须加入适量水按一定的比例调成浆状即可。这种浆状体具有优良的自流性能、充裕的可作业时间、快速硬化获得强度的性能、优良的电绝缘性能和优良的耐高温性能。用这种固结粉制作的热电偶,可获得良好的质量稳定性。

　　1　CHME-1型热电偶固结粉的固结性能

　　用于消耗式快速热电偶的CHME-1型固结粉,它的固结性能具备以下特点:

　　(1)优良的浇注性能

　　由固结粉加水调成的浆体浇灌入装配有各种零件的泥头空腔内,浆体具有优良的自流平特性,它能迅速流到各个细小的角落,并充满空腔,不存在孔洞或缺陷。为了量化表征固结粉的流动性,选用一个玻璃漏斗,其下口管径为10mm,称取100克固结粉,加入适量水调和成可浇灌的浆体,倒入玻璃漏斗内,用秒表记录浆体从漏斗中流完的时间。试验结果见表1。