Материалы, применяемые для термопар

Теоретически термоЭДС можно получить из любых сочетаний металлов и сплавов. На практике же желательно, чтобы термоЭДС была достаточно большей, чтобы электросопротивление термопары было не слишком высоким, чтобы характеристика зависимости ε = f(Т) была линейной, а диапазон измеряемых температур достаточно большим. Материалы для термопар должны иметь возможно более высокую точку плавления, обладать хорошей стабильностью α_Т, должны легко обрабатываться. Термоэлектроды должны обладать достаточной коррозионной стойкостью и быть устойчивыми против окислительного и восстановительного действия среды. В процессе эксплуатации в результате окалинообразования или окисления не должны изменяться их термоэлектрические свойства. Легирующие элементы, входящие в состав сплавов, не должны диффундировать наружу в результате селективного окисления или испаряться при высокой температуре. Выполнение этих условий необходимо для получения линейной и стабильной зависимости термоЭДС от температуры в течение длительного срока эксплуатации.

Анализ данных величины термоЭДС, развиваемых различными материалами ([1, 2], лаб. раб. №5), показал что наибольшая ее величине достигается в неметаллических полупроводниковых материалах, но вышеперечисленным практическим требованиям удовлетворяют только некоторые сплавы и их комбинации из металлических компонентов.

В настоящее время для интервала температур от 20 до 2000 К определено семь различных комбинаций сплавов, для которых имеются международные таблицы зависимости термоЭДС от температуры.

В отечественной практике наиболее часто для термопар применяются следующие сплавы:

· копель (56 % Сu и 44 % Ni);

· алюмель (95 %, остальные Al, Si, Mn);

· хромель (90 % Ni и 10% Сг);

· платинородий (90 %Pt и 10 % Rh).

Из чистых металлов применяются платина, железо, медь.

Из сплавов и металлов, не вошедших в международный стандарт, в промышленности применяют константан - сплав меди 60 % и никеля 40 %; вольфрам, молибден, рений, иридий.