鉑絲的氧化特性研究及在鉑電阻溫度計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、溫度測(cè)量廣泛應(yīng)用于能源、冶金、新材料、電子技術(shù)、衛(wèi)生醫(yī)療、國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域。為了保證在不同地區(qū)、不同場(chǎng)合下測(cè)量相同溫度時(shí)具有相同量值的標(biāo)尺，提出了溫標(biāo)的概念。現(xiàn)行的國(guó)際溫標(biāo)為ITS-90國(guó)際溫標(biāo)，而標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)作為90國(guó)際溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)插儀器，在溫度量值的溯源傳遞和高精度測(cè)量中扮演著不可替代的作用。影響鉑電阻溫度計(jì)的主要因素有鉑絲氧化、鉑絲雜質(zhì)、鉑絲的晶體結(jié)構(gòu)以及鉑絲應(yīng)力等影響因素，其中鉑絲的氧化特性和晶體結(jié)構(gòu)是最為主要的兩個(gè)影響

2、因素。因此，研究鉑絲的氧化特性以及因高溫加熱氧化引起的晶粒尺寸的變化，對(duì)于研究標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，保證溫度量值準(zhǔn)確有效地傳遞，提高溫度測(cè)量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性具有非常重要的意義。
　　本文以 PtO2粉末、高純鉑片和兩支可改變內(nèi)部氣壓的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)為研究對(duì)象，通過(guò)差示量熱掃描裝置（DSC）和X射線光電子能譜技術(shù)（XPS）研究PtO2在不同溫度下的生成和分解產(chǎn)物、高純鉑片的氧化產(chǎn)物，并使用高精度測(cè)溫電橋研究鉑電阻溫度計(jì)（SPRT）因其

3、內(nèi)部鉑絲氧化帶來(lái)的測(cè)量誤差，從微觀層面分析研究鉑絲在不同溫度下的氧化特性及其對(duì)SPRT的影響；另外，由于鉑絲在高溫加熱氧化過(guò)程中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)因高溫加熱產(chǎn)生晶粒生長(zhǎng)等內(nèi)部晶格結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致電阻率的改變，從而影響 SPRT的測(cè)量精度，因此，本文通過(guò)掃描電鏡觀測(cè)晶粒尺寸變化，并使用高精度電橋計(jì)算出電阻率變化，得出電阻率和晶粒尺寸的關(guān)系。研究結(jié)果表明：
　?。?）PtO2在550℃以上加熱能夠分解為單質(zhì)Pt和PtO。PtO2快速分解為

4、鉑單質(zhì)的溫度需大于620℃，PtO快速分解為鉑單質(zhì)的溫度需大于820℃。
　　（2）常壓下，鉑絲在175℃下的加熱會(huì)使單質(zhì)鉑和氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成二維的 PtO2，且隨著加熱時(shí)間增加，電阻值先增加后趨于穩(wěn)定；在375℃下的加熱使單質(zhì)鉑和氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成三維的PtO2，加熱666h仍沒(méi)有減緩氧化速度的趨勢(shì)；在500℃下的加熱使單質(zhì)鉑和氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成PtO2和少量的PtO，且隨著加熱時(shí)間增加，電阻值先增加后趨于穩(wěn)定。
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