tipy a triky

Ani platina není věčná!

Termočlánky se staly standardním měřicím zařízením teploty v termické analýze: vyznačují se jednoduchým nastavením a obsluhou, jsou multifunkční, robustní a kompaktní.

Nejčastěji používaným materiálem termočlánku pro provoz při teplotách nad 800 °C je platina-platina/rhodium (10 % ) - s ohledem na chemické složení označovaná také jako Pt-Pt 10 % Rh,- nebo také označovaná jako typ S. Hlavními výhodami tohoto termočlánku, který vyvinul Le Chetalier před více než 100 lety, jsou vysoká reprodukovatelnost, dobrá korozní a oxidační stabilita.

Nastavení:

Záporná strana termočlánku se skládá z platiny, kladná strana - v souladu s normou ASTM E1159 - z platiny/rhodia s hmotnostním podílem přibližně 10,00+/- 0,05 % rhodia.

Odolnost:

Kompaktní platina-platina/rhodium má při pokojové teplotě prakticky neomezenou odolnost. To se však mění při běžném provozu za vysokých teplot. Interdifuze, selektivní odpařování, rekrystalizace a vlivy prostředí jsou hlavními příčinami změn tepelného napětí nebo poruchy termočlánku.

a) Selektivní odpařování a interdifuze

Při teplotách nad 1000 °C dochází k odpařování rhodia a také k difúzi rhodia z kladné strany Pt 10% Rh na zápornou stranu Pt. Oba tyto jevy vedou ke vzniku nečistot a zvýšenému opotřebení platinového drátu. Aby se minimalizovalo riziko vzniku slitin nad plynnou fází, je většina termočlánkového drátu pro nosiče vzorků DSC/DTA chráněna kapilárou z vysoce čistého Al2O3.

b) Rekrystalizace

Při teplotách nad 1100 °C platina rekrystalizuje do hrubozrnné struktury. K popsanému růstu zrn dochází nejen uvnitř kovu nebo slitiny kovů, ale také ke "koalescenci" různých platinových částí, které jsou ve vzájemném kontaktu, jako je například DSC/TG senzor typu S a Pt/Rh DSC kelímky. Pouze úprava nových nosičů vzorků a kelímků pomocí speciální tepelné úpravy snižuje "tendenci ke slepování".

Použití nekondicionovaných nosičů vzorků a kelímků v teplotním rozsahu nad 1000 °C vede okamžitě k přivaření kelímku na senzor, a tím ke zničení nosiče vzorku.

V tomto ohledu věnujte pozornost návodu k použití nosiče vzorku. Žádáme vás, abyste nové Pt/Rh kelímky před použitím zahřáli v samostatné peci na požadovanou koncovou teplotu měření, po každém měření kelímky preventivně sejmuli ze snímače a na teploty nad 1100 °C přecházíte jen postupně na začátku.

Podle našich zkušeností nevede použití disperzně tvrzených (tzv. FKS) materiálů pro povrchy snímačů a kelímků k dlouhodobému výraznému zlepšení.

Jednou z možností, jak se popsanému jevu vyhnout, je podložení tenkých disků (mezi povrchem senzoru a kelímkem). Riziko přilepení je tak minimalizováno a citlivost nosiče vzorku je snížena jen nepatrně.

c) Účinky na životní prostředí

V praxi mají na životnost termočlánků největší vliv interakce s okolím. Rozptýlené nečistoty uvolněné ze vzorků mění tepelné napětí nebo mohou dokonce způsobit počáteční praskání termočlánkového drátu. V tabulce najdete podrobnosti o chemické kompatibilitě platiny s jinými materiály vzorků a plynnou atmosférou.

Tento seznam ukazuje, jak důležité jsou pravidelné kontroly a kalibrační měření. Jedině tak lze zajistit, aby použitý materiál termočlánku Pt-Pt10% Rh nepřekročil po delší dobu definovanou mez tolerance.

Kritické pro platinu:

  • Halogeny (Cl2, F2, Br2), aqua regia
  • Li2CO3, před emisíCO2 (Rozkladná reakceRozkladná reakce je tepelně indukovaná reakce chemické sloučeniny za vzniku pevných a/nebo plynných produktů. rozklad)
  • PbO, FeCl2
  • Be slitiny (odpařování)
  • HCl s oxidanty (např. kyselina chromová, manganistany, soli železa (III) a roztavené soli); redukční atmosféry
  • Kovy a páry kovů (např. B, Pb, Zn, Sn, Ag, Au, Li, Na, K, Sb, Bi, Ni, Fe atd.;m Se > 320 °C (odpařování)
  • Kovy a oxidy kovů s redukujícími podstanicemi, jako je C, organické sloučeniny neboH2
  • Oxidy v atmosféře inertního plynu při vyšších teplotách (redukce)
  • Síra (zdrsnění povrchu, křehnutí)
  • Alkalické hydroxidy, -uhličitany, -sírany, -kyanidy a rodanidy při vyšších teplotách
  • KHSO4 při vyšších teplotách
  • Saze nebo volný uhlík >1000 °C
  • SiO2 za redukčních podmínek
  • SiC a Si3N4 >1000 °C (uvolňování elementárního Si)
  • HBr, roztok KCl při vysokých teplotách

(Bez nároku na úplnost)

Žádný odpor:

  • Směsi KNO3 a NaOH při 700 °C s vyloučením vzduchu
  • Směsi KOH a K2Spři 700 °C s vyloučením přístupu vzduchu
  • LiCl při 600 °C
  • MgCl2, Ba(NO3)2 při 700 °C
  • HBr, HJ, H2O2 (30%) a HNO3 při 100°C
  • KCl (produkty rozkladu, které vznikají při tavení; teplota tání: 768 °C)

Omezená odolnost vůči:

  • KHF2, LiF2, NaCl při 900 °C
  • Směsi NaOH a NaNO3 při 700 °C s vyloučením vzduchu

Netvrdíme, že tento přehled je vyčerpávající; je to pouze vodítko pro uživatele. Z velké části se jedná o literární hodnoty teplot. Teploty za zkušebních podmínek mohou být posunuty k nižším hodnotám. Vždy se doporučuje provést předběžné zkoušky v samostatných pecích. NETZSCH-Společnost Gerätebau vylučuje odpovědnost za škody vzniklé v důsledku nesprávného použití přístrojů, kelímků, nosičů vzorků atd.