溫場(chǎng)的獲得與測(cè)量

6.1低溫場(chǎng)的獲得6.2恒溫的獲得及應(yīng)用6.3高溫場(chǎng)的獲得6.4溫度測(cè)量與控制6.5耐火及保溫材料第六章溫場(chǎng)獲得與測(cè)量1目前一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.1低溫場(chǎng)的獲得6.1.1常用低溫液體6.1.2獲得低溫的方法：液態(tài)氮：63K(三相點(diǎn))到室溫液態(tài)氦：可以獲得毫K級(jí)的超低溫絕熱膨脹節(jié)流過程低溫液體減壓6.1.4低溫的測(cè)量與控制稀釋致冷及磁冷卻6.1.3冶金實(shí)驗(yàn)室中常用的獲得低溫的方法2目前二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.1.3冶金實(shí)驗(yàn)室中常用的獲得低溫的方法(1)冰鹽共溶體系

例如：3份冰十1份NaCl(質(zhì)量比)可以得到-20℃的溫度3份冰十3份CaCl2(質(zhì)量比)可以得到-40℃2份冰十1份濃HNO3可以得到-56℃(2)干冰浴

干冰的升華溫度為-78.3℃，用時(shí)常加一些惰性溶劑，如丙酮、醇、氯仿等以便它的導(dǎo)熱性更好些。(3)液氮

氮?dú)庖夯臏囟仁?195.8℃，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到。(4)液氦液化溫度為-268.95℃，可獲得更低的溫度。3目前三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.1.4低溫的測(cè)量與控制蒸氣壓溫度計(jì)液體蒸氣壓隨溫度而改變，因此通過測(cè)量蒸氣壓即可知道其溫度。對(duì)于氮蒸汽壓溫度計(jì)，其飽和蒸汽壓與溫度的關(guān)系是：4目前四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.1.4低溫的測(cè)量與控制(2)低溫的控制有兩種途徑：恒溫冷浴冰水浴干冰浴低溫恒溫器5目前五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.2恒溫的獲得及應(yīng)用(1)利用物質(zhì)的相變點(diǎn)溫度液氮（-196℃）、干冰-丙酮（-78℃）、冰（0℃）、沸點(diǎn)水（100℃）、沸點(diǎn)萘（218.0℃）、沸點(diǎn)硫（444.6℃）等，處于相平衡時(shí)，溫度恒定而構(gòu)成一個(gè)恒溫介質(zhì)浴，將需要恒溫的測(cè)定對(duì)象置于該介質(zhì)浴中，就可以獲得一個(gè)高度穩(wěn)定的恒溫條件。(2)利用電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)利用電子調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)加熱器或致冷器的工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，使被控對(duì)象處于設(shè)定的溫度之下。如恒溫水浴、恒溫油浴和恒溫鹽浴等都是常用的控溫方式。它通過電子繼電器對(duì)加熱器自動(dòng)調(diào)節(jié)，來實(shí)現(xiàn)恒溫目的。6目前六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)當(dāng)水槽溫度低于設(shè)定值時(shí)，線路I是通路，因此加熱器工作，使水槽溫度上升；當(dāng)水槽溫度升高到設(shè)定值時(shí)，溫度調(diào)節(jié)器接通，此時(shí)線路II為通路，因電磁作用將彈簧片D吸下，線路I斷開，加熱器停止加熱；當(dāng)水槽溫度低于設(shè)定值時(shí)，溫度調(diào)節(jié)器斷開，線路II斷路，此時(shí)電磁鐵失去磁性，彈簧片回到原來的位置，使線路I又成為通路。7目前七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁性調(diào)節(jié)冒時(shí)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，可帶動(dòng)螺母和金屬絲上下移動(dòng)，螺母在溫度調(diào)節(jié)指示標(biāo)尺的位置就是要控制溫度的大致溫度值。頂部引出的兩根導(dǎo)線，分別接在水銀溫度計(jì)和上部金屬絲上，這兩根導(dǎo)線再與繼電器相連。當(dāng)浴槽溫度升高時(shí)，水銀膨脹上升，與上面的金屬絲接觸，繼電器內(nèi)線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，加熱線路彈簧片吸下，加熱器停止加熱。隨著浴槽熱量的散失，溫度下降，水銀收縮并與上面的金屬絲脫離，繼電器電磁效應(yīng)消失，彈簧片回到原來位置，接通加熱電路，系統(tǒng)溫度回升。8目前八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)高溫場(chǎng)的獲得

耐火材料的選擇溫度測(cè)量與控制電熱體的選擇高溫爐的設(shè)計(jì)制作6.3高溫場(chǎng)的獲得9目前九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)10目前十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)連鑄系統(tǒng)澆鋼圖片11目前十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)12目前十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)正在使用的長(zhǎng)水口13目前十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)14目前十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)15目前十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.1高溫場(chǎng)的獲得方法（1）獲得高溫的方法電（高溫爐）、燃料、新能源（光、地?zé)幔┑龋?）高溫爐的具體要求

足夠高的溫度及合適的氣氛

爐溫便于測(cè)量及控制爐體簡(jiǎn)易靈活、便于制取爐膛易于密封和氣氛調(diào)節(jié)16目前十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.1.1高溫電爐分類(加熱方式的差異)(1)電阻爐(2)感應(yīng)爐(3)電弧爐(4)等離子爐(等離子電弧爐)(5)電子束爐6.3.1高溫場(chǎng)的獲得方法(電流通過導(dǎo)體受阻產(chǎn)生熱能)。17目前十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.1高溫場(chǎng)的獲得方法電阻爐是冶金實(shí)驗(yàn)中最常用的加熱設(shè)備，有如下特點(diǎn):

設(shè)備簡(jiǎn)單制作方便溫度分布及調(diào)節(jié)控制比較方便可靠爐內(nèi)氣氛易于調(diào)節(jié)等。特點(diǎn)18目前十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)關(guān)于電阻爐的設(shè)計(jì)是本章的重點(diǎn)

能夠畫出電阻爐示意圖

根據(jù)溫度和氣氛要求選擇合適的電熱體選擇合適的耐火材料電阻爐設(shè)計(jì)制作要求6.3.1高溫場(chǎng)的獲得方法19目前十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（1）爐殼電阻爐結(jié)構(gòu)（2）電源引線（3）爐襯

管式（臥式）電阻爐結(jié)構(gòu)示意圖6.3.1.1電阻爐結(jié)構(gòu)6.3.1高溫場(chǎng)的獲得方法20目前二十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

圖管式（立式）電阻爐結(jié)構(gòu)示意圖1-爐蓋2-絕緣瓷珠3-接線柱4-接線柱保護(hù)罩5-電源導(dǎo)線6電熱體7-控溫?zé)犭娕?-絕緣保溫材料9-耐火管10-爐管11-接地螺絲12-爐架21目前二十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(1)爐殼

一般情況下作成圓筒形,這樣鋼性好焊縫小,散熱面積??；爐殼外徑?jīng)Q定于工作區(qū)大小,它決定了爐溫高低,耐火磚襯及絕熱材料厚度、爐殼要求的溫度及工作管的直徑；爐殼的厚度不僅要滿足強(qiáng)度要求,還要考慮剛性和結(jié)構(gòu)加工的要求,爐殼厚度計(jì)算時(shí)一般要考慮可能發(fā)生爆炸時(shí)的沖擊應(yīng)力。6.3.1.1電阻爐結(jié)構(gòu)22目前二十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(2)電源引線（要求）①接線柱應(yīng)與爐殼絕緣；2,有水冷時(shí)為10-18A/mm2.爐內(nèi)引線應(yīng)改為雙股,外穿絕緣珠,以防導(dǎo)線間短路或爐殼帶電。③線與絕緣柱接觸要好,否則會(huì)引起接線柱發(fā)熱甚至燒壞；④接線柱以水平布置為妥,并且要離開爐殼有一定距離,外設(shè)保護(hù)罩。6.3.1.1電阻爐結(jié)構(gòu)23目前二十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)爐襯的主要作用是保證工作區(qū)的溫度穩(wěn)定;

目前使用較多的是輕質(zhì)耐火磚和各種耐火纖維、耐熱纖維氈?？拷鼱t殼的是絕熱材料、靠近電熱元件的是耐火材料。

（3）爐襯6.3.1.1電阻爐結(jié)構(gòu)24目前二十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)作用：把電能轉(zhuǎn)化成熱能，使被加熱的樣品達(dá)到所要求的溫度，它決定爐子的工作能力和壽命。

①性能

:

②分類：

a.金屬電熱體

b.非金屬電熱體注意使用溫度和氣氛a.最高使用溫度b.電阻系數(shù)和電阻溫度系數(shù)

c.表面負(fù)荷及允許表面負(fù)荷6.3.1.2電熱元件25目前二十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)①電熱元件的性能a.最高使用溫度（電熱元件本身最高的承受溫度）=爐溫+(50~150℃)(查教材表6-4）爐膛的最高溫度主要取決于電熱元件的使用溫度6.3.1.2電熱元件26目前二十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)b.電阻系數(shù)和電阻溫度系數(shù)

電阻系數(shù),又叫電阻率,指溫度在20℃、1m長(zhǎng)度的電熱體1mm2端面所具有的電阻值,其單位：Ω?mm2/m。(查教材表6-5）電熱體的電阻隨著溫度變化而變化，衡量這個(gè)變化程度的叫電阻溫度系數(shù)?？砂聪率接?jì)算：式中為電熱元件在20℃的電阻率；(查教材表6-5）為電阻溫度系數(shù)，℃-1；(查教材表6-4）為電熱元件的工作溫度，℃。6.3.1.2電熱元件27目前二十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)c.表面負(fù)荷及允許表面負(fù)荷指電熱元件單位工作面積上分擔(dān)的功率。在一定電熱爐功率條件下，電熱元件表面負(fù)荷選得越大，則電熱元件用量就越少。但電熱元件表面負(fù)荷越大，其壽命越短。實(shí)際上，只有選擇得當(dāng)，才能得到最佳效果。

6.3.1.2電熱元件28目前二十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)a.金屬電熱體(ⅰ)鉻鎳合金和鐵鉻鋁合金(ⅱ)純金屬電熱體鎢、鉬、鉭（Mo、W、Ta）(ⅲ)鉑和鉑銠合金(Pt,Pt-Rh)

②電熱元件分類6.3.1.2電熱元件29目前二十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(ⅰ)鉻鎳合金和鐵鉻鋁合金使用：

①溫度范圍在1000~1300℃范圍內(nèi)，空氣中使用最多。它們抗氧化、價(jià)格便宜、易加工、電阻大和電阻溫度系數(shù)小。②為何可以在氧化性氣氛中使用?它們抗氧化因?yàn)樵诟邷叵掠捎诳諝獾难趸苌芍旅艿腃r2O3或NiCrO4，阻止進(jìn)一步氧化。鉻鎳合金:鉻鎳合金的產(chǎn)品塑性好,具有抗氮能力,電阻系數(shù)、電阻溫度系數(shù)、密度均較大。鐵鉻鋁合金:電阻系數(shù)比鉻鎳合金高,電阻溫度系數(shù)則較低密度也低,耐熱性能好,可以在氧化氣氛下使用。6.3.1.2電熱元件30目前三十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(ⅱ)純金屬電熱體鎢、鉬、鉭（Mo、W、Ta）共性：在真空或適當(dāng)氣氛下獲得更高的溫度；電阻系數(shù)大，熔點(diǎn)高，抗氧化差(不能在空氣中使用)

鉬：常用溫度1600～1700℃鎢：2200～2400℃,熔點(diǎn)3400℃鉭：2000～2100℃，熔點(diǎn)2900℃高純氫,氨分解氣,無水酒精蒸汽,真空。但鉬在氧化氣氛下生成氧化鉬升華；易滲碳變脆，最高使用溫度2500℃使用氣氛真空、高純氫氣或惰性氣體真空和惰性保護(hù)氣氛（注意：氮?dú)庵胁荒苡?最高使用溫度2200℃不能處滲碳?xì)夥罩?1目前三十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（ⅲ）鉑和鉑銠合金(Pt,Pt-Rh)鉑：多用于微型電熱爐中,如臥式顯微鏡的微型加熱爐,測(cè)定冶金熔體熔點(diǎn)的小型電爐及標(biāo)定熱電偶的小型電爐中；使用溫度為1300~1400℃,鉑銠合金絲可用到1600℃。

鉑電熱體優(yōu)點(diǎn)，。能經(jīng)受氧化氣氛電阻系數(shù)小升溫導(dǎo)熱快電熱性能穩(wěn)定缺點(diǎn)不能經(jīng)受還原性氣氛及硅、鐵、硫、碳元素的侵蝕價(jià)格十分昂貴6.3.1.2電熱元件32目前三十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)b.非金屬電熱體①碳化硅(SiC)電熱體②二硅化鉬(MoSi2)電熱體③碳系電熱元件④鉻酸鑭（LaCrO3）發(fā)熱元件②電熱元件分類6.3.1.2電熱元件33目前三十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

①碳化硅電熱體形狀:常為棒狀或管狀，也有U型及W型。

耐溫度驟變性好，

化學(xué)性能穩(wěn)定，不與酸性材料反應(yīng)；

耐高溫，在空氣中常用溫度為1450℃。注意:

SiC電熱體不能在真空和氫氣氣氛中使用;可以在1300℃將它浸于B2O3中并升溫至1500℃，則其表面形成硼化膜，增加其使用壽命。在使用過程中電阻率緩慢增大—老化如何延長(zhǎng)其使用壽命?優(yōu)點(diǎn)6.3.1.2電熱元件34目前三十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)棒狀常用于箱式電阻爐(馬弗爐）管狀常用于管式電阻爐SiC棒6.3.1.2電熱元件35目前三十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)②二硅化鉬電熱體

適用于空氣，可用于氮?dú)?、惰性氣體中;使用到1200

～1650℃;沒有“老化”現(xiàn)象,在空氣中長(zhǎng)時(shí)間使用而電阻率不變

MoSi2注意:①不能用于還原性氣氛和真空中“MoSi2疫”

低溫(500～700℃)空氣中使用時(shí)，Mo被大量氧化，而又不能形成保護(hù)膜。MoSi2疫②避免低溫空氣中使用為何MoSi2電熱體可以在高溫下，氧化性氣氛中使用？在高溫下，發(fā)熱體表面生成MoO3揮發(fā)出去，從而在發(fā)熱體表面形成致密的SiO2保護(hù)膜，阻止其進(jìn)一步受到氧化。36目前三十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)主要為“U”型棒MoSi2電熱元件在氧化性氣氛中可在1700℃下使用不同的氣氛對(duì)應(yīng)的使用溫度不同硅鉬電熱體6.3.1.2電熱元件37目前三十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)③碳質(zhì)電熱體為防止高溫氧化而燒毀，應(yīng)在保護(hù)氣氛中（氫氣、氮?dú)狻⒍趸?、氬氣）和真空中使用。以碳系發(fā)熱體做熱源的高溫爐，常用溫度1800～2200℃。最高使用溫度可達(dá)3600℃6.3.1.2電熱元件38目前三十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)④鉻酸鑭（LaCrO3）發(fā)熱元件鉻酸鑭發(fā)熱元件是以鉻酸鑭為主要成分，在高溫氧化氣氛電爐中使用的電阻發(fā)熱元件；其耗能少，可以精確控制溫度。①能夠在空氣氣氛表面溫度允許1900℃，可獲得1850℃的爐溫；②能在氧化氣氛下長(zhǎng)期使用；③適合于高精度溫度的自動(dòng)化控制，爐溫穩(wěn)定度可在1℃之內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)39目前三十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)常加工成棒狀用于管式爐對(duì)氣氛和濕度較敏感圖2外套剛玉管的LaCrO3發(fā)熱體圖1KERAMAX棒狀LaCrO3發(fā)熱體包頭稀土院產(chǎn)LaCrO3發(fā)熱體實(shí)物照片40目前四十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.2管式電阻爐的設(shè)計(jì)前面就電阻爐的結(jié)構(gòu)和電熱體作了介紹,目的是為著手設(shè)計(jì)制作電阻爐打下基礎(chǔ)。在實(shí)驗(yàn)室中，根據(jù)各種需要設(shè)計(jì)制作的電阻爐,大部分是小型電爐，一般功率在10Kw以下。所謂電阻爐設(shè)計(jì),主要包括確定爐子功率、選擇電熱體、計(jì)算電熱體的尺寸、選擇耐火材料和保溫材料,設(shè)計(jì)爐體結(jié)構(gòu)等方面。41目前四十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.2.1.確定電爐功率電爐功率是從能量的角度衡量電爐大小的指標(biāo)。應(yīng)當(dāng)看到,由于實(shí)際電爐散熱條件的復(fù)雜性,要想從理論上確定爐子所輸入功率下所能達(dá)到的溫度,是非常困難的。故一般都靠一些經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的方法和輔以能量平衡的基本概念來確定之。確定試驗(yàn)用小型電爐所需功率的簡(jiǎn)單方法對(duì)一圓筒形爐管（爐膛），首先要求出欲加熱的爐管部分的內(nèi)表面積，假定爐子為中等保溫程度，則可有下表的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)查出每100cm2加熱管內(nèi)表面所需功率。42目前四十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)不同溫度下每100cm2爐管內(nèi)表面所需功率表溫度/0C30040050060070080090010001100功率/w20406080100130160190220溫度/0C120013001400150016001700180019002000功率/w260300350400450510570630700例.有一爐管，內(nèi)徑3cm，加熱部分長(zhǎng)40cm，欲加熱到800℃，求在中等保溫情況下爐子所需功率。（1）計(jì)算加熱爐堂內(nèi)表面積（2）查表6-6,800℃時(shí)每100cm2加熱管內(nèi)表面所需功率因此，上述爐管所需功率為6.3.2.1.確定電爐功率43目前四十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.2.2電熱體的選擇爐子最高工作溫度爐內(nèi)氣氛（1）根據(jù)爐膛所要達(dá)到的最高溫度和爐子的工作氣氛，決定電熱體種類（2）選擇發(fā)熱體時(shí)，除了考慮最高使用溫度和工作氣氛外，

溫度分布的好壞價(jià)格是否便宜附屬設(shè)備的復(fù)雜程度還應(yīng)考慮取決于44目前四十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)如果使用SiC棒與MoSi2棒為發(fā)熱體，爐膛內(nèi)溫度的分布不可能很均勻；Pt或Pt-Rh爐雖然溫度分布好且抗氧化，但因?yàn)閮r(jià)格昂貴所以使用受到限制；碳質(zhì)發(fā)熱體雖可達(dá)到很高的工作溫度，但需要有保護(hù)氣氛和大電流變壓器才行?？梢?，在電阻爐設(shè)計(jì)中，電熱體的正確選用是非常重要的環(huán)節(jié)。6.3.2.2電熱體的選擇例如欲制作一臺(tái)在空氣中最高使用溫度為1200℃電阻絲爐，可選Cr25A15電熱絲為發(fā)熱體鉻鎳合金、鐵鉻鋁合金45目前四十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.2.3電熱體的計(jì)算(1).有關(guān)電熱體的幾個(gè)參數(shù)

(A)元件最高使用溫度：電熱元件最高使用溫度是指電熱體在干燥的空氣中表面的最高溫度,并非指爐膛溫度.由于散熱條件不同，一般要求爐膛最高溫度比電熱體最高使用溫度低1000C左右為宜。(B)電熱體的表面負(fù)荷：電熱體的表面負(fù)荷是指電熱體在單位表面積上所承擔(dān)爐子的功率。在一定爐子功率條件下,電熱體表面負(fù)荷選的大,則電熱體用量就少。但電熱體表面負(fù)荷越大,其壽命越短。實(shí)際上只有選擇適當(dāng),才能得到最佳效果.對(duì)不同電熱體,在一定條件下(散熱條件,適用溫度等)都有規(guī)定的表面允許負(fù)荷值。46目前四十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

mm(6-9)

(6-8)(2).電熱體尺寸計(jì)算公式（圓線）mm(6-11)

mm2(6-10)P—加載功率,kW—電熱元件端電壓,V—爐膛內(nèi)壁表面積—電熱體總電阻—電熱元件表面負(fù)荷—電熱體長(zhǎng)度—電熱體工作溫度t,

20℃的總電阻率—電阻溫度系數(shù)其中:—電熱體直徑6.3.2.3電熱體的計(jì)算47目前四十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

在進(jìn)行電熱體計(jì)算時(shí)，為了使用安全，電熱體允許表面負(fù)荷值ω一般取下限;對(duì)于小型電爐，使用單相市電(220V)十分方便，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，為了留出電壓可調(diào)余地，工作電壓通常以200V計(jì)算。(3).電熱體尺寸計(jì)算公式中參數(shù)的選取6.3.2.3電熱體的計(jì)算48目前四十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.2.4電熱絲的纏繞為了維持較長(zhǎng)而均勻的恒溫帶，在爐子熱損失大的地方要把電熱絲纏的密一些。臥式管式爐：兩邊密，中間疏。豎式管狀爐：底下密，上頭疏。49目前四十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)在冶金實(shí)驗(yàn)研究中往往要進(jìn)行恒溫實(shí)驗(yàn)。但由于試樣的大小，故要求爐膛內(nèi)具有一定恒溫精度的恒溫帶。所謂恒溫帶，是指具有一定恒溫精度的加熱帶長(zhǎng)度而言。因此，測(cè)出其長(zhǎng)度的同時(shí)，應(yīng)該指出其工作溫度和恒溫精度。三要素工作溫度恒溫帶長(zhǎng)度精度6.3.2.4電熱絲的纏繞50目前五十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)測(cè)溫點(diǎn)abcdef

g溫度℃940956963962960958950以下面一組數(shù)據(jù)說明,沿爐管縱向等距離測(cè)得一組溫度值,試求ag和bf長(zhǎng)度上的恒溫帶.（1）ag兩點(diǎn)間溫度平均值為956℃,其平均算術(shù)均差為6℃由此得到爐管ag兩點(diǎn)間的恒溫帶為℃.（2）用同樣的方法可得bf長(zhǎng)度上的恒溫帶為

℃.6.3.2.4電熱絲的纏繞51目前五十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

(a)關(guān)于電熱絲纏繞方式對(duì)恒溫帶的影響

(b)電爐結(jié)構(gòu)與溫度分布情況爐絲外覆一層保溫材料：(a)爐管內(nèi)均勻纏有電熱絲；(b)電熱絲爐口密繞6.3.2.4電熱絲的纏繞52目前五十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.2.5電阻爐使用前的準(zhǔn)備工作(1)烘爐

(2)溫度場(chǎng)標(biāo)定

(3)其他烘爐的目的是逐出水分，消除應(yīng)力。烘爐前應(yīng)根據(jù)筑爐材料特性來制定烘爐曲線，升溫過程中應(yīng)注意磚襯、結(jié)構(gòu)的體積變化。烘爐由電熱元件供熱，應(yīng)設(shè)排氣孔，以利水氣順利排走。(1)烘爐53目前五十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(2)溫度場(chǎng)標(biāo)定電爐工作空間的溫度不可能是均勻一致的，為了把試樣和熱電偶端處于合理的位置，必須標(biāo)定爐內(nèi)溫度工作分布。標(biāo)定需要兩只熱電偶，一只是固定，熱端盡可能放在高溫恒溫區(qū)內(nèi)，一只是移動(dòng)的。以固定的熱電偶基準(zhǔn)，把爐溫升至常用溫度水平，并恒定，而后移動(dòng)可移動(dòng)的熱電偶位置，測(cè)得不同位置上的溫度值。

6.3.2.5電阻爐使用前的準(zhǔn)備工作54目前五十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)對(duì)于需要一定氣氛保護(hù)的爐子,應(yīng)進(jìn)行打壓實(shí)驗(yàn).由水冷的也要打水試壓；爐殼應(yīng)接地.爐殼帶電一是交變電源感應(yīng)產(chǎn)生的,還可能是電熱體及其引線與爐殼有接觸產(chǎn)生的,對(duì)后一因素應(yīng)及時(shí)處理；幾何對(duì)稱的爐子,應(yīng)檢查對(duì)中是否符合設(shè)計(jì)要求.6.3.2.5電阻爐使用前的準(zhǔn)備工作(3)其他55目前五十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)例:已知條件：爐管尺寸,要求爐膛工作溫度為1000℃，電源電壓220V，氧化性工作氣氛，爐體中等保溫，加熱帶長(zhǎng)度為400mm。畫出電阻爐示意圖，并求電熱絲的直徑與長(zhǎng)度。

6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例50mm外徑60mm10000C電阻爐示意圖56目前五十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

(1)加熱面積計(jì)算：式中D為爐管內(nèi)徑，L為加熱帶長(zhǎng)度(2)功率計(jì)算：由表6-6查得1000℃左右時(shí)，每100cm2爐管面積所需功率190W6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例57目前五十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)溫度/0C30040050060070080090010001100功率/w20406080100130160190220溫度/0C120013001400150016001700180019002000功率/w260300350400450510570630700不同溫度下每100cm2爐管內(nèi)表面所需功率表（6-6）6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例58目前五十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(3)電熱體及其參數(shù)確定：已知電爐在氧化性氣氛中達(dá)1000℃高溫,查表6-4可知,可選Cr25A15鐵鉻鋁絲為電熱體.再查表知,Cr25A15電熱體在1000℃工作溫度允許的表面負(fù)荷為1.15～1.5W/cm2.為安全,取下限值ω=1.15W/cm2,Cr25A15電熱體在20℃時(shí)的電阻系數(shù)其溫度系數(shù)因此,1000℃時(shí)的電阻系數(shù)為6.3.3.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例59目前五十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(4)

據(jù)式(6-9)計(jì)算電熱絲直徑：

(5)

據(jù)式(6-11)計(jì)算電熱絲長(zhǎng)度：6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例60目前六十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（6）用式(6-12)進(jìn)行核算：與設(shè)計(jì)時(shí)選用表面負(fù)荷(ω2)是相近的，故可保證安全使用。采用上述步驟，便可計(jì)算出所需電熱絲的直徑與長(zhǎng)度，接著便是如何繞制的問題。

6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例61目前六十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(7)匝間距離的確定該匝間距離是對(duì)于均勻纏繞而言的H為加熱帶長(zhǎng)度（400mm）.對(duì)于爐子的不同使用方式(臥式或豎)或?qū)囟葓?chǎng)的特殊要求,可以調(diào)整匝間距離.另外,邊緣要留出引線余份.6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例爐管外徑62目前六十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(8)爐管外涂層爐絲繞好后,為了避免匝間短路,一般用Al2O3(不含SiO2)粉調(diào)水（稍加些淀粉）稱糊狀，涂在爐管外面，但不宜過厚，以免干裂脫落。涂層涂好后，先在空氣中陰干，然后在烘箱烘干后便可裝爐。6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例63目前六十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)可用薄鐵板制做,為使保溫均勻,形狀以圓筒形為好.對(duì)于1000℃以下的爐子,爐殼內(nèi)可直接填充保溫材料.對(duì)于1200℃以上的電阻絲爐,在靠近電熱體部分,應(yīng)該有一層耐火材料,其外層為保溫材料.對(duì)于1200℃左右的電阻絲爐,耐火層厚度約為50~70mm,保溫層厚度為100~130mm.(9)爐殼如果加入的耐火、保溫材料均為粉料，則在二者應(yīng)該使用耐火陶瓷管隔開，以免二者摻混后在高溫下發(fā)生造渣反應(yīng)。6.3.2.6電阻爐設(shè)計(jì)實(shí)例64目前六十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)作業(yè)題：6-1065目前六十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.3其他高溫爐感應(yīng)爐電弧爐等離子電弧爐電子束爐懸浮熔煉爐燃燒爐66目前六十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.3.1感應(yīng)爐

原理：感應(yīng)爐是利用震蕩電流通過一個(gè)感應(yīng)加熱線圈，被加熱的金屬導(dǎo)體在交變電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于導(dǎo)體的電阻感應(yīng)電流很快轉(zhuǎn)化為電能,使物體加熱到高溫,它是一種非接觸式的加熱裝置,溫度高,升溫快,易控制,液態(tài)金屬樣品在電磁力的作用下能自動(dòng)攪拌,溫度和成份均勻。b)中頻感應(yīng)爐:150~1000HZ,廣泛應(yīng)用c)高頻感應(yīng)爐:10~300kHZ(逐漸被中頻爐取代)d)真空感應(yīng)爐:(感應(yīng)圈,坩堝全部在密封爐殼內(nèi))a)工頻感應(yīng)爐:直接采用工業(yè)頻率(50HZ)為電源常用感應(yīng)爐67目前六十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)懸浮熔煉爐（感應(yīng)爐）

6.3.3.2熔煉爐高頻圈通電產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),導(dǎo)體試樣在此高頻磁場(chǎng)中由于感應(yīng)作用,產(chǎn)生感應(yīng)電流,同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與原磁場(chǎng)相反方向的磁場(chǎng),從而產(chǎn)生斥力,使導(dǎo)體試樣懸浮于空間,并得到加熱.68目前六十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.3.3.3等離子電弧爐用電弧放電加熱氣體，以形成高溫等離子體為熱源進(jìn)行熔煉和加熱。等離子電弧爐1-等離子發(fā)生器2-爐頂密封部分3-底部電極4-傾出口69目前六十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)電子束重熔過程示意圖

電子束的加熱的原理高速電子流轟擊被加熱的金屬表面，將它的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能，從而金屬被加熱，融化并流入冷銅模內(nèi)。6.3.3.4電子束爐70目前七十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)總結(jié)：常用高溫爐對(duì)比分類電弧爐電子束爐感應(yīng)爐電阻爐優(yōu)點(diǎn)能量集中，弧區(qū)溫度很高。爐內(nèi)氣氛可控，靈活性大。避免金屬與耐火材料接觸可能產(chǎn)生的玷污。溫度高、升溫快、易控制，便于密封和氣氛控制設(shè)備簡(jiǎn)單、制作方便、溫度分布及調(diào)節(jié)控制方便可靠，爐內(nèi)氣氛易調(diào)節(jié)缺點(diǎn)不易獲得均勻的溫度分布，不易控溫。不易獲得均勻的溫度分布。不能用于加熱非金屬和非磁性材料加熱樣品數(shù)量受一定限制71目前七十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.4溫度測(cè)量與控制意義：實(shí)驗(yàn)是在控制條件下進(jìn)行的，高溫實(shí)驗(yàn)室首先要測(cè)量溫度，而后才能控制溫度。溫度測(cè)量和控制是高溫技術(shù)重要的組成部分。溫標(biāo)6.4.2溫度測(cè)量方法及測(cè)溫儀器的分類6.4.3冶金實(shí)驗(yàn)中常用的測(cè)溫儀器

6.4.4熱電偶72目前七十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)溫標(biāo)溫度是表征物體冷熱程度的物理量。用來量度物體溫度數(shù)值的標(biāo)尺叫溫標(biāo)。它規(guī)定了溫度的讀數(shù)起點(diǎn)(零點(diǎn))和測(cè)量溫度的基本單位。A溫標(biāo)的確定73目前七十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

B溫標(biāo)的分類1)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)攝氏溫標(biāo)華氏溫標(biāo)2)國(guó)際溫標(biāo)3)熱力學(xué)溫標(biāo)溫標(biāo)74目前七十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)1740年瑞典Celsius（攝氏）定義：在1atm下，水的冰點(diǎn)為0℃，沸點(diǎn)為100℃，用這兩個(gè)固定點(diǎn)分度玻璃水銀溫度計(jì)100份，每份為1℃。所用標(biāo)準(zhǔn)儀器是水銀溫度計(jì)。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)的測(cè)定原理：利用測(cè)溫物質(zhì)體積膨脹與溫度的變化成線性關(guān)系。把兩溫度之間體積的總變化分成若干等份，把引起一份體積變化的溫度定義為1度。經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)與測(cè)溫介質(zhì)有關(guān)，按照這一原則建立的溫標(biāo)有攝氏溫標(biāo)和華氏溫標(biāo)。(1)經(jīng)驗(yàn)溫標(biāo)①攝氏溫標(biāo):②華氏溫標(biāo)：按照華氏溫標(biāo)，水的冰點(diǎn)為32℉，沸點(diǎn)是212℉

。將冰點(diǎn)至沸點(diǎn)的溫度段分成180等份。對(duì)應(yīng)的每份溫度為1華氏度，單位為℉，標(biāo)準(zhǔn)儀器亦是水銀溫度計(jì)。溫標(biāo)75目前七十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)國(guó)際溫標(biāo)就是以這些固定點(diǎn)的溫度給定值以及在這些固定點(diǎn)上分度過的標(biāo)準(zhǔn)儀器和查補(bǔ)公式來復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)的。目前各國(guó)采用的是《1990年國(guó)際溫標(biāo)》國(guó)際溫標(biāo)是以一些純物質(zhì)的相平衡點(diǎn)(即定義固定點(diǎn))為基礎(chǔ)建立起來,這些點(diǎn)的溫度數(shù)值是給定的。到目前為止,還不可能用一種溫度計(jì)復(fù)現(xiàn)整個(gè)溫標(biāo),所以,國(guó)際溫標(biāo)采用四種標(biāo)準(zhǔn)儀器分段復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫標(biāo)：(1)0.65～5.0K,3He和4He蒸氣壓溫度計(jì)；(2)3.0～24.5561K,3He和4He定容氣體溫度計(jì)；(3)13.8033K～961.780C,鉑電阻溫度計(jì)；(4)961.780C以上，光學(xué)或光電高溫計(jì)。(2)國(guó)際溫標(biāo)76目前七十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)國(guó)際溫標(biāo)定義固定點(diǎn)舉列(共17種物質(zhì))

77目前七十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)1990年國(guó)際溫標(biāo)(ITS-90),仍以熱力學(xué)溫度作為基本溫度為了區(qū)別以前的溫標(biāo),用“T90”代表新溫標(biāo)的熱力學(xué)溫度,單位為開爾文(符號(hào)為K).與此并用的攝氏溫度計(jì)為t90,單位為“攝氏度”(符號(hào)為0C).T90與t90的關(guān)系仍為：t90=T90-273.15(1)固定點(diǎn)總數(shù)較1968年國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)IPTS-68(75)增加4個(gè),變得更準(zhǔn)確；(2)取消了水沸點(diǎn),氧沸點(diǎn)等,增加氖,汞等三相點(diǎn)及鎵等熔點(diǎn)及凝固點(diǎn)；(3)低溫下限延伸至0.65K；(4)高溫范圍的鉑銠10-鉑熱電偶,作為溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)儀器已被取消,代之為鉑電阻溫度計(jì)。ITS-90國(guó)際溫標(biāo)的特點(diǎn)(2)國(guó)際溫標(biāo)78目前七十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.4.2溫度測(cè)量方法及測(cè)溫儀器的分類(1)溫度測(cè)量方法的分類:溫度的測(cè)量方法通常分為接觸式與非接觸式兩種a.接觸式測(cè)溫:

就是測(cè)溫元件要與被測(cè)物體有良好的接觸，使兩者處于相同溫度，由測(cè)溫元件得知被測(cè)物體溫度的方法；b.非接觸式測(cè)溫:

測(cè)溫元件不與被測(cè)物體接觸，而是利用物體的熱輻射或電磁性質(zhì)來測(cè)定物體的溫度。79目前七十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(2)測(cè)量?jī)x器的分類對(duì)應(yīng)于兩種測(cè)溫方法，測(cè)溫儀器亦分為接觸式和非接觸式兩大類。(1)接觸式儀器:膨脹式溫度計(jì)(包括液體和固體膨脹式溫度計(jì)、壓力式溫度計(jì))；電阻式溫度計(jì)(包括金屬熱電阻溫度計(jì)和半導(dǎo)體熱敏電阻溫度計(jì))；熱電式溫度計(jì)(包括熱電偶和P-N結(jié)溫度計(jì))以及其它原理的溫度計(jì)。(2)非接觸式溫度計(jì):

可分為輻射溫度計(jì)、亮度溫度計(jì)和比色溫度計(jì)，由于它們都是以光輻射為基礎(chǔ)，故也統(tǒng)稱為輻射溫度計(jì)。6.4.2溫度測(cè)量方法及測(cè)溫儀器的分類80目前八十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(3)選擇測(cè)溫計(jì)的原則

(1)合適的使用溫度范圍和準(zhǔn)確度，合適的使用氣氛，符合耐蝕、抗熱震性的要求；(2)響應(yīng)速度，誤差，互換性及可靠性能否達(dá)到要求；(3)讀速，記錄，控制，報(bào)警等性能是否達(dá)到要求；(4)價(jià)格要低，壽命要長(zhǎng)，維護(hù)使用方便。6.4.2溫度測(cè)量方法及測(cè)溫儀器的分類81目前八十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)冶金實(shí)驗(yàn)研究中常用的測(cè)溫計(jì)原理種類測(cè)量范圍℃準(zhǔn)確度℃膨脹水銀有機(jī)液體雙金屬-50～650℃-200～200℃-50～500℃-0.1～2℃-1～5℃-0.5～5℃壓力液體壓力蒸汽壓力-30～600℃-20～350℃-0.5～5℃-0.5～5℃電阻鉑電阻熱敏電阻-260～1000℃-50～350℃-0.01～5℃-0.3～5℃電勢(shì)熱電測(cè)溫-0～1800℃±2℃熱輻射光電輻射比色200～3000℃100～3000℃180～3000℃1～10℃5～20℃5～206.4.3冶金實(shí)驗(yàn)中常用的測(cè)溫儀器82目前八十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.4.4熱電偶

熱電溫度計(jì)是以熱電偶作為測(cè)溫元件，以測(cè)得與溫度相對(duì)應(yīng)的熱電動(dòng)勢(shì)，再通過儀表顯示溫度。熱電溫度計(jì)是由熱電偶、測(cè)量?jī)x表及補(bǔ)償導(dǎo)線構(gòu)成的。常用于測(cè)量300～1800℃范圍內(nèi)的溫度，在個(gè)別情況下，可測(cè)至2800℃的高溫。熱電溫度計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高、使用方便、適于遠(yuǎn)距離測(cè)量與自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。因此，無論在生產(chǎn)還是在科學(xué)研究中，熱電偶都是主要的測(cè)溫工具。83目前八十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.4.4.1測(cè)溫?zé)犭娕脊ぷ髟?/p>

熱電偶是熱電溫度計(jì)的敏感元件。測(cè)溫原理:

是基于1821年賽貝克發(fā)現(xiàn)的熱電現(xiàn)象。兩種不同的導(dǎo)體A和B連接在一起，構(gòu)成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)1與2的溫度不同時(shí)在回路中就會(huì)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，此種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)，該電動(dòng)勢(shì)即為“賽貝克溫差電動(dòng)勢(shì)”，簡(jiǎn)稱熱電動(dòng)勢(shì)記為EAB。熱電偶就是利用這個(gè)原理測(cè)量溫度。t1t0AAB126.4.4熱電偶84目前八十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)熱電偶測(cè)溫的基本規(guī)律a.均質(zhì)導(dǎo)體定律,b.中間金屬定律c.中間溫度定律,d.參考電極定律

t1t0AAB12a.“由一種均質(zhì)導(dǎo)體組成的閉合回路，不論導(dǎo)體的截面、長(zhǎng)度及各處的溫度分布如何，都不產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)”。該定律說明，如果熱電偶的兩根熱電極是由兩種均質(zhì)導(dǎo)體組成，那么，熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)僅與兩接點(diǎn)溫度有關(guān)，與熱電極的溫度分布無關(guān)。6.4.4熱電偶85目前八十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)a.均質(zhì)導(dǎo)體定律辨析若熱電極為非均質(zhì)導(dǎo)體，當(dāng)它處于具有溫度梯度的溫度場(chǎng)時(shí)，將產(chǎn)生附加電勢(shì)，如果此時(shí)僅從熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)大小來判斷溫度的高低，就會(huì)引起誤差。因此，熱電極材料的均勻性是衡量熱電偶質(zhì)量的主要標(biāo)志之一同時(shí)也可依此定律校驗(yàn)兩根熱電極成分及應(yīng)力分布是否相同。若不同則有電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生。6.4.4熱電偶86目前八十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)b.中間金屬定律“在熱電偶測(cè)溫回路內(nèi)，串聯(lián)第三種導(dǎo)體，只要其兩端溫度相同，則熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)與串聯(lián)的中間金屬無關(guān)”。

若把連接導(dǎo)線和顯示儀表看作是串聯(lián)的第三種金屬，只要他們兩端的溫度相同，就不影響熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)。6.4.4熱電偶87目前八十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)3-熱電偶2-連接導(dǎo)線中間金屬定律示意圖由中間金屬的熱電偶回路示意圖

（利用中間金屬測(cè)量金屬熔體溫度）

AB432+-t0t011-顯示儀表4-金屬熔體6.4.4熱電偶88目前八十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)圖2-8由中間金屬的熱電偶測(cè)溫回路示意圖(a)有中間金屬的熱電偶測(cè)溫回路示意圖(b)利用中間金屬測(cè)量金屬熔體溫度的示意圖(c)利用第三種金屬測(cè)量表面溫度示意圖89目前八十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)c.中間溫度定律“在熱電偶測(cè)溫回路中，熱電偶工作端溫度為t1，連接導(dǎo)線各端點(diǎn)溫度分別為tn,t0，若A與A’、B與B’的熱電性質(zhì)相同，則總的電動(dòng)勢(shì)僅取決于t1,t0的變化,而與熱電偶自由端溫度tn無關(guān)”。在實(shí)際測(cè)溫線路中，為消除熱電偶自由端溫度變化的影響，常常根據(jù)中間溫度定律采用補(bǔ)償線連接儀表。如果連接導(dǎo)線A’與B’具有相同的熱電性質(zhì)，則按中間金屬定律總的熱電動(dòng)勢(shì)只取決于t1,tn，而與t0無關(guān)。t1t0ABA’B’tntnA,B--熱電偶電極A’,B’--補(bǔ)償導(dǎo)線或銅線用導(dǎo)線連接熱電偶的測(cè)溫回路示意圖6.4.4熱電偶90目前九十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)d.參考電極定律

如果兩種金屬或合金A,B分別與參考電極C(或稱標(biāo)準(zhǔn)電極)組成熱電偶，若他們產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)為已知，那么A與B兩熱電極配對(duì)后的熱電動(dòng)勢(shì)可按下式求得:

只要知道兩種金屬分別與參考電極組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì),就可依據(jù)參考電極定律計(jì)算出由此兩種金屬組成熱電偶時(shí)的熱電動(dòng)勢(shì).因此,簡(jiǎn)化了熱電偶的選配工作.由于鉑的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,熔點(diǎn)高,易提純。所以，人們多采用高純鉑絲作為參考電極。

參考電極回路示意圖EAB(t1,t0)=EAC(t1,t0)-EBC(t1,t0)6.4.4熱電偶91目前九十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)參考電極回路示意圖6.4.4熱電偶92目前九十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)穩(wěn)定的物理、化學(xué)性能(最基本要求):高溫下不產(chǎn)生再結(jié)晶或蒸發(fā)；具有足夠的抗氧化、抗還原能力及耐腐蝕能力；良好的熱電性能：熱電勢(shì)與溫度呈簡(jiǎn)單的單值函數(shù)關(guān)系；熱電勢(shì)和熱電率要大，復(fù)制性要好；6.4.4.2熱電偶材料（1）常用熱電偶材料的性能與特點(diǎn)：良好的加工性能：良好的朔性和足夠強(qiáng)的機(jī)械性能其它性能:較高的熔點(diǎn)(以便在較大的溫度區(qū)間工作)、較低的蒸氣壓等.93目前九十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（a)標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)推薦的標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶共八種：①鉑銠10—鉑熱電偶；②鉑銠13—鉑熱電偶；③鉑銠30—鉑銠6熱電偶；④鎳鉻—鎳硅(鎳鋁)熱電偶；⑤鎳鉻硅—鎳硅熱電偶；⑥銅—康銅熱電偶；⑦鎳鉻—康銅熱電偶；⑧鐵—康銅熱電偶.（2）常用熱電偶常用熱電偶中又分為標(biāo)準(zhǔn)化與非標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶6.4.4.2熱電偶材料94目前九十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)①鉑銠10—鉑熱電偶(S型熱電偶)該種熱電偶的正極為含銠10%的鉑銠合金，負(fù)極為純鉑。特點(diǎn)是熱電性能穩(wěn)定、抗氧化性強(qiáng);宜在氧化性、惰性氣氛中連續(xù)長(zhǎng)期使用。長(zhǎng)期使用溫度為1400℃。是熱電偶中準(zhǔn)確度最高的，其分度號(hào)為S。②鉑銠13—鉑熱電偶(R型熱電偶)這類熱電偶的正極為含銠13%的鉑銠合金，負(fù)極為純鉑。同S型相比，它的電動(dòng)勢(shì)高15%左右，其他性能幾乎完全相同。分度號(hào)為R。6.4.4.2熱電偶材料95目前九十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)③鉑銠30—鉑銠6熱電偶(B型熱電偶)正極為含銠30%的鉑銠合金，負(fù)極為為含銠6%的鉑銠合金因兩極都為鉑銠合金，又稱雙鉑銠熱電偶。這種熱電偶特點(diǎn)是，在室溫下熱電動(dòng)勢(shì)極小，故在測(cè)量時(shí)一般不用補(bǔ)償導(dǎo)線，可忽略參考端變化的影響。適宜在氧化性或中性氣氛下使用，也可在真空下短期使用。④鎳鉻—鎳硅(鎳鋁)熱電偶(K型熱電偶)正極為含鉻10%的鎳鉻合金，負(fù)極為含硅0.3%的鎳硅合金。特點(diǎn)是適用溫度范圍寬，高溫下性能穩(wěn)定，熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的關(guān)系近似線性，價(jià)格便宜。目前用量最大的熱電偶。適于在氧化性極惰性氣氛中使用,分度號(hào)為K。96目前九十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.4.4.2熱電偶的使用（1）首先要正確選擇好適合使用溫度范圍氣氛的熱電偶

（2）測(cè)溫端的焊接、清洗與退火

實(shí)驗(yàn)用熱電偶有相當(dāng)部分是自制的。熱端焊接有下列幾種方法：a直流電弧焊b.交流電弧焊等（3）熱電偶的校驗(yàn)

常用的是比較法，即用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與被校熱電偶進(jìn)行比較修正。把兩支熱電偶的工作端捆扎在一起，放在溫度均勻的高溫爐中，冷端放在0的恒溫器中，在各檢定點(diǎn)比較兩支熱電偶的示值，而后畫成對(duì)照曲線就可應(yīng)用。檢定時(shí)爐溫控制要嚴(yán)格。此法操作簡(jiǎn)便，可以用不同型號(hào)的熱電偶作比較。6.4.4熱電偶97目前九十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（4）冷端處理

標(biāo)準(zhǔn)的熱電勢(shì)是指冷端溫度處于0℃時(shí)的數(shù)值。實(shí)際工作條件下冷端不一定處于0℃,由此會(huì)帶來誤差.應(yīng)采取措施加以消除或補(bǔ)正.這些措施有：(ⅰ)計(jì)算法補(bǔ)正:

若熱電偶的接點(diǎn)的溫度為t,tn時(shí)，則熱電勢(shì)為：

(6-14)(ⅱ)冷端恒溫法。最好把冷端恒定在0℃這樣能與分度表一致。一般是把冷端放在冰瓶里（或電子零點(diǎn)儀中)。此方法方便，使用較多。有的把冷端放在熱惰性大的恒溫器中，而后作一次性補(bǔ)正就可以用了。6.4.4熱電偶98目前九十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)例題：用k分度號(hào)的熱電偶與顯示儀表配合測(cè)爐溫，熱電偶自由端的溫度為t0=30oC，測(cè)得熱電勢(shì)為E(t,t0)=39.17mv,求爐溫為多少度？解：根據(jù)題意求爐溫即應(yīng)求E(t,0)由E(t,t0)=39.17mv，查熱電偶分度附表D-2可知：E(30,0)=1.203mv,則由中間溫度定律有：E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)所以E(t,0)=39.17+1.203=40.373mv查K型熱電偶的分度表可知，對(duì)應(yīng)的溫977oC。99目前九十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(ⅲ)補(bǔ)償式冷端接點(diǎn)當(dāng)熱電偶兩接點(diǎn)溫度分別為t,tn時(shí)，其熱電勢(shì)為EAB(t,tn),如果在線路中串接一個(gè)電勢(shì)V=EAB(t,t0),如式（6-20）就可以得到正確的測(cè)量(ⅳ)采用補(bǔ)償導(dǎo)線

一般測(cè)量?jī)x表不宜安裝在被測(cè)對(duì)象旁邊，可以用補(bǔ)償導(dǎo)線把熱電勢(shì)引到溫度恒定或波動(dòng)不大的地方。在一定的溫度范圍內(nèi)，補(bǔ)償導(dǎo)線的熱電性能與熱電偶的熱電性能很接近，但它不能消除冷端溫度不為℃的影響，因此仍然要進(jìn)行補(bǔ)正。補(bǔ)償導(dǎo)線一般的使用溫度為-20℃～100℃，耐熱型的為－40℃～200℃。6.4.4熱電偶100目前一百頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)特點(diǎn):在一定溫度范圍內(nèi)，其熱電性能與熱電偶基本一致。作用:只是把熱電偶的自由端移至離熱源或環(huán)境恒定的地方，但不能消除自由端不為0℃的影響。補(bǔ)償導(dǎo)線的特點(diǎn)與作用6.4.4熱電偶101目前一百零一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)①各種補(bǔ)償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶匹配使用；極性不能接反，+與+，-與-；②由于其材料與熱電偶并不完全相同（延伸形除外），連接點(diǎn)的溫度必須完全相同。③補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶連接點(diǎn)的溫度，不得超過規(guī)定的使用溫度。注意事項(xiàng)6.4.4熱電偶102目前一百零二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)補(bǔ)償導(dǎo)線示例：103目前一百零三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)分為串聯(lián)、并聯(lián)和反向串聯(lián)等。各種連接方法是根據(jù)不同要求和條件形成的,其利弊可以用冷端處理知識(shí)和測(cè)量?jī)x表的特點(diǎn)加以分析，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)不同的要求選擇合適的線路。（5）熱電偶的測(cè)溫線路串接熱電勢(shì)：E串=E1+E2+E3+En

并聯(lián)熱電勢(shì)：6.4.4熱電偶104目前一百零四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

實(shí)驗(yàn)中需精確測(cè)量溫度時(shí),如測(cè)定相變溫度,差熱分析,熔點(diǎn)等,可以采用電橋電位差計(jì),需要自動(dòng)測(cè)溫并控溫的可采用電子式自動(dòng)平衡儀表。轉(zhuǎn)換器可以與自動(dòng)控制儀表相連接,或與計(jì)算機(jī)或單版機(jī)相配套，形成測(cè)溫、顯示紀(jì)錄、控制、報(bào)警等功能。（6）測(cè)量?jī)x表

6.4.4熱電偶105目前一百零五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)測(cè)量?jī)x表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電位差計(jì),電橋精度最高,可作為標(biāo)準(zhǔn)儀器要熟練的操作技術(shù)；2.

手動(dòng)操作,速度慢。數(shù)字電壓表1.

精度高,可作為標(biāo)準(zhǔn)儀器；2.

不需要手動(dòng)操作和熟練技術(shù)。1.要維持高精度,需定期校驗(yàn);通電后需要穩(wěn)定時(shí)間。電子式自動(dòng)平衡儀表顯示機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩大；用自動(dòng)平衡法,精度高；可作為小量程儀表。結(jié)構(gòu)復(fù)雜動(dòng)圈式儀表1與熱電偶配用時(shí)不必用輔助電源；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。1.

與熱電偶匹配時(shí)要調(diào)正外接電阻；轉(zhuǎn)矩小。帶放大器的動(dòng)圈式儀表１．不必調(diào)正外接電阻；２．轉(zhuǎn)矩大。放大器需要電源。數(shù)字溫度計(jì)１．可直接顯示溫度；不要求熟練技術(shù)。要保持精度應(yīng)定期檢驗(yàn)，注意使用環(huán)境。轉(zhuǎn)換器管溫度范圍，可得到統(tǒng)一信號(hào)；２無可動(dòng)部分，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單只是轉(zhuǎn)換信號(hào)，不能直讀溫度；需進(jìn)行換算才能知道溫度。106目前一百零六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.5耐火與保溫材料冶金高溫實(shí)驗(yàn)中，高溫爐爐襯材料和反應(yīng)容器材料的選擇是十分重要的，它往往是高溫實(shí)驗(yàn)成敗的一個(gè)重要因素。實(shí)驗(yàn)研究人員必須了解耐火材料的性能和使用范圍，才能適應(yīng)實(shí)驗(yàn)的需要。6.5.1耐火材料6.5.1.1耐火材料的工作特性6.5.1.2耐火材料的結(jié)構(gòu)特性6.5.1.3耐火材料的工作穩(wěn)定性6.5.1.4冶金試驗(yàn)中常用的耐火材料6.5.2保溫材料107目前一百零七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.5.1耐火材料耐火材料的工作特性也就是使用性能

主要指標(biāo)耐火度荷重軟化點(diǎn)化學(xué)穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性熱導(dǎo)率導(dǎo)電性6.5.1.1耐火材料的工作特性108目前一百零八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

耐火度是耐火材料抵抗高溫作用的性能。因?yàn)榻^大多數(shù)耐火材料由多種成分組成的礦物，沒有固定的熔點(diǎn)，而是在一定溫度范圍內(nèi)熔化，耐火度僅代表耐火材料開始熔化至軟化到一定程度時(shí)的溫度。只有高純氧化物耐火制品的耐火度和熔點(diǎn)才比較接近。(1)耐火度6.5.1.1耐火材料的工作特性109目前一百零九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(2)荷重軟化點(diǎn)

耐火材料在使用中多少要受到載荷和應(yīng)力作用,當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí),耐火材料內(nèi)部組織局部開始熔化,機(jī)械強(qiáng)度會(huì)急劇減低。為了查清這類變化，對(duì)耐火材料樣品施加一定壓力并以一定升溫速度加熱,當(dāng)耐火材料塌毀(以加壓力方向收縮一定值作標(biāo)志)時(shí)的溫度稱為荷重軟化點(diǎn)。

荷重軟化點(diǎn)表征耐火材料的機(jī)械特性,而耐火度表示其熱性質(zhì).顯然，耐火材料的實(shí)際使用溫度不得超過荷重軟化點(diǎn),更不能超過耐火度。6.5.1.1耐火材料的工作特性110目前一百一十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(3)熱穩(wěn)定性

耐火材料在溫度急劇變化條件下,不開裂,不破碎的性能叫熱穩(wěn)定性,也有叫抗熱震性,表征耐急冷急熱的性能。用測(cè)定高溫而引起的容積變化表示，其中有永久的變化和暫時(shí)的變化，前者叫做殘存線膨脹收縮，后者叫熱膨脹收縮。

殘存線膨脹收縮是以一定的溫度和時(shí)間加熱然后冷卻的膨脹收縮來表示，它在耐火材料制造時(shí)，由于燒成中的礦物變化和物理變化而引起的容積變化還未結(jié)束時(shí)發(fā)生的。這個(gè)變化值大，往往使高溫下耐火材料龜裂、脫落。熱膨脹收縮以膨脹收縮隨溫度上升的比率來表示，它是推定抗剝裂性及礦物變態(tài)引起異常變形的重要指標(biāo)。一般熱膨脹高的制品往往抗熱震性較差。6.5.1.1耐火材料的工作特性111目前一百一十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(4)化學(xué)穩(wěn)定性

耐火材料在使用過程中,在高溫條件下均與一定的氣相、凝聚相(如金屬,爐渣)相接觸,在這樣的條件下,耐火材料能否穩(wěn)定存在,對(duì)實(shí)驗(yàn)過程和耐火材料作用都有重大影響。(5)熱導(dǎo)率耐火材料的熱導(dǎo)率表示其導(dǎo)熱能力的大小，用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示，單位為：J/m.h℃。耐火材料中礦物晶型變化將使熱導(dǎo)率變化，最明顯的例子是SiO2,例如,0℃時(shí)結(jié)晶的二氧化硅熱導(dǎo)率比石英玻璃高幾倍。6.5.1.1耐火材料的工作特性112目前一百一十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(6)導(dǎo)電性一般耐火材料中除碳質(zhì)、石墨、碳化硅、粘土質(zhì)、炭化硅制品外，在室溫下都是不良電導(dǎo)體。隨溫度升高，大多數(shù)耐火材料導(dǎo)電性提高，電阻率下降。最明顯的是氧化鋯。6.5.1.1耐火材料的工作特性113目前一百一十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.5.1.2耐火材料的結(jié)構(gòu)特性

一般指耐火材料的氣孔率和透氣性。

氣孔率高的耐火制品，由于其表面大，表面活化能大，其化學(xué)穩(wěn)定差，即抗渣鐵侵蝕的能力差，不適合做冶金熔體的容器。

氣孔率高則材料機(jī)械強(qiáng)度低，不適用于承重大的地方。114目前一百一十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性(1)在氧化氣氛中的穩(wěn)定性

耐火氧化物大多是其金屬元素的最高價(jià)氧化物，在高溫氧化氣氛下是穩(wěn)定的。

如果在分解或蒸發(fā)溫度以下工作，其氧化氣氛中的最高溫度可以接近其耐火度（或熔點(diǎn)）。

但碳素耐火材料在氧化氣氛中是不穩(wěn)定的。115目前一百一十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(2)在H2和CO氣氛下的穩(wěn)定性

氧化物耐火材料能否與氫起作用，可以通過熱力學(xué)計(jì)算作出初步判斷。冶金實(shí)驗(yàn)溫度一般不高于1727℃,大多數(shù)耐火氧化物在氫氣氛下是穩(wěn)定的。CO的還原能力比H2弱，因此大多數(shù)氧化物在CO氣氛下都是穩(wěn)定的。在高溫下CaO能與水氣反應(yīng)，然而MgO、Al2O3和ZrO2對(duì)水氣則是穩(wěn)定的。但1727℃下,SiO2與H2作用的平衡pH2O稍高。6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性116目前一百一十六頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（3）在其它氣氛下Al2O3在N2和HCl氣氛中是穩(wěn)定的,在高溫下與HF氣體發(fā)生反應(yīng)生成AlF3。含S的氣氛會(huì)微弱的腐蝕Al2O3。MgO在N2氣氛下可穩(wěn)定至1700℃以上。鹵素和S的氣氛會(huì)腐蝕MgO。6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性117目前一百一十七頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（4）在高溫下的穩(wěn)定性

在高溫、真空條件下，耐火材料本身的穩(wěn)定性減小。在真空冶金中，由于體系的壓力很低，促使了氧化物的分解。氧化物耐火材料不宜于用于真空條件下2000K以上的高溫。6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性118目前一百一十八頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)

在冶金實(shí)驗(yàn)條件下，有的金屬氧化物能被碳還原出金屬，有的則形成碳化物。

從熱力學(xué)角度來作分析

①耐火氧化物被還原成金屬的可能性

在100kPa壓力下，2000℃以下常用耐火氧化物中只有SiO2、MgO有被碳還原成金屬的可能。SiO2被還原是明顯的，至于MgO，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)壓力下高溫時(shí)雖較難被碳還原，但因生成的Mg和CO都是氣體，所以隨著氣相壓力的降低反應(yīng)易于進(jìn)行。所以在真空碳熱還原金屬氧化物時(shí)，不能用MgO坩堝，而用石墨坩堝。(5).耐火氧化物對(duì)碳的穩(wěn)定性6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性119目前一百一十九頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)②耐火氧化物被C還原成碳化物的可能性

大多數(shù)耐火氧化物在1500℃以上與碳接觸時(shí)容易生成碳化物。如果反應(yīng)生成的CO不斷地被排除，氧化物將不斷地和碳反應(yīng)生成碳化物。6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性反應(yīng)Pco，Pa1/2SiO2(s)+3/2C(s)=1/2SiC(s)+CO(g)4.56×103(1400K)CaO(s)+3C(s)=CaC2+CO(g)2.13×104(1800K)1/3Al2O3(s)+3/2C(s)=1/6Al4C3(s)+CO(g)1.11×104(2000K)1/2ThO2(s)+2C(s)=1/2ThC2(s)+CO(g)

3.85×103(1900K)表3-1某些耐火氧化物還原成碳化物CO平衡分壓Pco120目前一百二十頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(6)耐火氧化物對(duì)液態(tài)金屬的穩(wěn)定性

耐火氧化物在1000℃以上與液態(tài)金屬接觸時(shí)，金屬易受污染，而耐火氧化物被侵蝕。反應(yīng)通式如下：

XO(s)＋Me(l)=MeO(l)+X(s,l)

在實(shí)際場(chǎng)合，由于爐內(nèi)氣氛對(duì)液態(tài)金屬的作用，對(duì)耐火氧化物也有影響。如鐵金屬的氧化，生成的(FeO)對(duì)很多耐火氧化物都有侵蝕作用。因此必須注意爐內(nèi)氣氛的間接、直接作用。6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性121目前一百二十一頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)（7）耐火氧化物對(duì)熔鹽和爐渣的穩(wěn)定性高溫下，很多耐火材料易被熔鹽或爐渣所侵蝕。

對(duì)于熔鹽，熔點(diǎn)在600℃以下可以用硬質(zhì)玻璃作容器，但氟化物熔鹽能與SiO2作用生成易揮發(fā)的SiF4，應(yīng)當(dāng)用白金坩堝。在1100℃以上，堿金屬、堿土金屬、氯化物、溴化物和碘化物等熔鹽，都可用Al2O3、MgO、ZrO2質(zhì)容器，氟化物則用石墨容器。

堿金屬的硝酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽在高溫下采用白金或石墨質(zhì)容器。6.5.1.3某些耐火材料的工作穩(wěn)定性122目前一百二十二頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)6.5.1.4實(shí)驗(yàn)室常用的耐火材料

在高溫冶金研究中，反應(yīng)容器的選擇是否合適是實(shí)驗(yàn)成敗的決定因素。本節(jié)主要內(nèi)容：（1）氧化物耐火材料（2）石墨和非氧化物耐火材料（3）高熔點(diǎn)金屬材料（4）其它耐火材料和絕熱材料123目前一百二十三頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)(1)實(shí)驗(yàn)室常用的耐火氧化物材料

a)．熔融Al2O3再結(jié)晶的剛玉制品b)．石英質(zhì)品

c)．MgO制品

d)．氧化鈣制品e)．二氧化鋯制品

6.5.1.4實(shí)驗(yàn)室常用的耐火材料124目前一百二十四頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)a)熔融Al2O3再結(jié)晶的剛玉制品

較高的耐火度、化學(xué)穩(wěn)定性和良好的電氣絕緣等性能。其耐火度可達(dá)2000℃，不透氣;實(shí)驗(yàn)中廣泛地用于高溫爐襯、電熱體支架、爐管、熱電偶保護(hù)套管、坩堝、坩堝座等。其最高使用溫度為1900℃，適用于300℃/min的升溫速度。薄壁優(yōu)質(zhì)坩堝可由室溫直接置于1600℃高溫中而不炸裂。高級(jí)制品由99.98%以上Al2O3制成。6.5.1.4實(shí)驗(yàn)室常用的耐火材料125目前一百二十五頁(yè)\總數(shù)一百三十四頁(yè)\編于二十三點(diǎn)b)石英制品石英玻璃是熔融SiO2的過冷體。快冷得到的玻璃狀石英在室溫至1000℃或更高溫度下能保持玻璃體性狀;常壓下使用溫度為125