142967. lajstromszámú szabadalom • Eljárás platina-platinaródium hőelemek előállítására

Megjelent: 1956. évi március hó 1-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.967. SZÁM 21. b. 27. OSZTÁLY - PO-151. ALAPSZÁM Eljárás platina-plaiinaródium hőelemek előállítására A Magyar Állam, mint a feltalálók, Pollai Ödön mérnök (60%), Köves Béla platinaműves (40%), budapesti lakosok jogutóda. A bejelentés napja: 1954. április 23. Magas hőmérsékletek mérésére a leggyakrabban használatos hőelem a platina-piatinaródium (Pt—Pt/Rh) termoelem, ahol a hő hatásának kitett érintkező fémek egyike tiszta platina (negatív szál), a másik pedig leggyakrabban 10% r ódiummal ötvözött platina (pozitív szál). Tekintettel arra, hogy az ilyen hőelemeket kb. 1600 C-ig nemcsak ipari, hanem laboratóriumi tudományos mérésekre is használják, azokkal szemben támasztott és a szabványban is előírt pontossági követelmények igen nagyok. A hőelemekhez használt anyagokat általában magasfrekvenciás kemencékben vacuum alatt olvasztják. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a rendelkezésre álló kereskedelmi minőségű nyersanyagokból is a megengedett tűrési határokon belüli termofeszültséget adó hőelemek gyártását; A Pt-Pt/Rh termoelem találmány szerinti előállítási eljárását a következőkben ismertetjük: Az ötvözetté összeolvasztást bármely e célra | megfelelő általánosan használatos hevítőberen! dezéssel, példaképpen durranógázzal végezzük. A találmány szerint a Pt szivacsot több fokozatban történő morzsolással és szitálással finom Pt korommá porítjuk. A platina és ródium ötvözésének előkészítését porkohászati eljárással végezzük, mert megfelelő finomságú platina és ródiumporok összekeverésének esetén minden egyes ródiumszemcsét a platinaszemcsék már ötvözetlen állapotban is körülvesznek. A. szemcséknek ezt a helyzetét préseléssel még tömörítiük és olyan hőmérsékleten (kb. 1500 C°-on) és annyi ideig (kb. 6-—8 órán át) zsugorítjuk, hogy a diffúzió á két fém között meginduljon. A megkívánt, ez esetben pl. 10%-os ötvözési arány betartásához és gömbformájú szemcséket feltételezve, a Ph szemcsékhez képest 5,2-szeres térfogatú Pt szemesére van szükség. A Pt porhoz a két fém különböző fajsúlyát és az előírt ötvözetű arányt figyelembevéve, olyan «zitát használunk, . amelynek lyükmérete kb. 1,7-szérese az Rh porhoz használt szita lyukméretének. Például a 10%-os ötvözet előállításához a platinához 60-as, a ródiumhoz pedig 100-as szitát használunk. A becsiszolt üvegdugóval lezárt és üveglapátokkal ellátott keverőedényben a két por keverése a különböző fajsúlynak megfelelően (percenként kb. 35 fordulattal) kb. 1,5—2 órán keresztül történik. Az ötvözési arány nagypontosságú betartása azért szükséges, mert a legkisebb eltérések is a íermofeszültségben lényeges eltérést eredményeznek. Szabványos 10% Rh-t tartalmazó hőelem 1200°-nál kb. 12 mV termofeszültséget ad. Azonos hőmérséklet 2,5 C° pontossággal történő méréséhez Rh tartalmukat 0,05% pontossággal kell betartani. Különböző ródiumtartalmú ötvözetek ródiumtartalmának és termofeszültségének összefüggését a mellékelt rajzok 1. és 2. ábrái szerinti grafikonok szemléltetik. Az 1. ábra szerinti grafikonnál a 200 C° hőíoklépcsőben berajzolt görbék egyes pontjai az abszcisszán leolvasható %-os összetételt, az ordinalen pedig ennek megfelelő termofeszültségek értékét adják meg. A görbék segítségével bármely ötvözési arányú pozitívszálú hőelemmel mért ismert hőfoknak megfelelő termofeszültség alapján meghatározható a hőelem pozitív szálának összetétele, vagy Rh tartalma. A 10% ródiumot tartalmazó ötvözet eredmény vonallal van feltüntetve. Lényeges szempont a hőelemek gyártásánál egyrészt a negatív Pt szár, másrészt az ötvözött Pi/Rh, vagy pozitív szár abszolút tisztaságának megtartása. A negatív szár legkisebb szennyeződése sokkal erősebben befolyásolja a hőelem által regisztrált termofe^zültsegek értékét, mint a pozitív szár szennyeződése. Vasszennyeződés okvetlenül elkerülendő, miután i% vas jelenléte termofeszültség szempontjából 3% Rh jelenlétének felel meg. Vegyi úton történő szinítéssel nyert színplatina csapadékvasat már nem tartalmaz, csak arra kell ügyelni, hogy a Pt-ról, mely különösen hajlamos arra, hogy vasat vegyen fel, feldolgozás közben a szerszámokról rátapadt vasat minden művelet után koncentrált sósavban történő ki-