JPS63111683A - 被覆線材熱電対の製造のための半製品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上へ札」次兄 本発明は、熱電対を形成している少なくとも２個の金属
線材を有しており、この場ｈ、１本の線材は、純粋の白
金線材であり、他の線材は白金−ロジウム線材であり、
これらの線材は、それぞれ、セラミック本体の中の毛細
管の中に差し込まれ、その後、セラミック本体が金属管
の中にはめ込まれ、この配置が、ある与えられた数の引
き抜き段階及び（又は）落とし鍛造段階に委ねられるよ
うになっている被覆熱電対に対する半製品の製造方法に
関するものである。

本発明は、また、セラミック本体と、２個の毛細管及び
それらの中に差し込まれた熱電気対線材とを有しており
、この場き、１本の線材は白金製であり、他の線材は白
金ロジウム製線材であり、また、セラミック本体を包囲
する金属管を有している被覆熱電対に対する半製品にも
関するものである。

ここで、被覆熱電対とは、温度検知器を指すものであり
、これは、２本の、熱電対として適している、心とも呼
ばれる線材を有しており、これらの線材は、１端部にお
いて相互に溶接され、その他の箇所においては、セラミ
ックにより相互に隔離されているものである。また、こ
のセラミックは、金属被覆により包囲されているもので
ある。

灸米９Ｊｌ［ 上記のような製造方法は、一般に公知となっている。

被覆熱電対の製造の際には、２個の毛細管を有するセラ
ミック管（例えば、マグネシウム酸化物〉から出発され
る。これらの毛細管の中には、熱電対要素の製造に対し
て必要な熱電対線材、例えば、Ｐｔ−ＰＬＲ１＋、Ｎｉ
−ＮｉＣｒが、通される。セラミック管は、管、例えば
、ＰｔＲｈ１Ｏ１又は、Ｉｎｃｏｎｅｌ（Ｉｎｃｏ株式
会社の商品名）の中に挿入される。全体の複合体は、そ
れがら、（−様に、すべての側から、これにより、幾何
学的輪郭が維持されたままであるように）っち打ち及び
引き抜きにより、希望される寸法に変形される。

この複合体の金属部分と相違して、セラミックは、可塑
変形されることはできない。セラミックは、変形の際に
割れ、その時に、心を細粒の粉末とじて包囲する。それ
故、大概は、約９５％までの理論的に可能な密度にまで
圧縮された細粒のセラミックが利用されている。

引き抜きダイの作用は、被覆から、セラミックを介して
心の上に伝達される。被覆は、変形の種類により引っ張
り応力を受け、また、ダイ溝との接触により摩擦応力を
受け、一方、心は、それ自体流動的では無いセラミック
粒子を介してだけ、応力を受ける。更に、心は、中心に
配置されることが無く、すなわぢ、被覆に沿う応力及び
心に沿う応力は相違しており、これにより、心が、その
幾何学的輪郭を失い、折れるようになる。このことは、
特に、非常に小さな直径、すなわち、　０　、４　ｍ　
Ｉｎ　、特に、　０　、２５　ｔｎ　Ｉｎよりも小さな
直径を有する熱電対要素が得ようと努められる時に、当
てはまることて′ある。

被覆熱電対要素は、一般的に、ＶＤＴ報告書第１１２号
、１９６６年、第９５ページ（ＤＫ　５３６．５３２−
２１３．３）の中に、５ａｎｎｅｓ　、Ｅｉｎｄｂｏｖ
ｅｎ（Ｎｉｅｄｅｒｌ　、）により、標題「被覆熱電対
要素Ｊの下に記載されている。この報告の中において、
原子技術の中ｌ＼の装入のために、既に、単に、０　、
３４　＋ａ　Ｉｎの外径及び偏平圧延された測定位置端
部を有する被覆熱電対要素が使用され、なかんずく、白
金−白金／ロジウム１０熱電対線材を有する熱電対要素
に対してでは無く述べられている。なぜならば、これは
、反応技術の中への装入に対しては適していないからで
ある。

更に、被覆熱電対要素が、’ｅｌｅｋｔｒｏｔｅｃｌ＋
ｎｉＪ第５２号、第４巻（１９７０年２月１８日発行）
の第１６及び１７ページに、標題「小形化され、良好と
証明された熱電対要素Ｊの下に記載されている。この論
文の中において、小さな直径に鑑がみ、熱電対線材に対
する材料として、クロメル−アルメルＩ＼の傾向の結果
となると強調されている。なぜならば、この材料は、良
好な特性を有しており、また、それによって、小さな直
径（０，２５ｍＩｎまでの外径）が達成されることがで
きるからである。白金熱電対、白金−ロジウム熱電対並
びにその製造方法に対して達成可能な直径は、たとえ、
この熱電対の組み合わせが述べられているとしても、こ
の論文からは推定することはできない。

発明が解決しようとず７，１　ｒｉ　ｕ　ｃ本発明は、
純粋の白金及び白金−ロジウム製の熱電対線材を有して
いる被覆熱電対に対する半製品が、０　、３１１Ｉ　Ｉ
ｌ＋の範囲に横たわる外径を有して製造することが可能
である方法、又は、方法段階並びに半製品を得るという
課題に基礎を置くものである。

１皿博」」Ｌ汲す」Ｌ仁め！どＬ栽− この課題は、本発明により、金属線材として、ほぼ同一
の変形強度を有する線材が用意され、金属線材の変形強
度よりも、少なくとも１．５倍より高い変形強度を有し
ている金属管が使用され、また、金属管が、差し込まれ
た、線材を有しているセラミック本体と一緒に４００℃
までに加熱の下に排気され、閉鎖され、金属管の上に、
その変形強度が、金属管への接合の際に、金属管の変形
強度の範囲内である被覆管が重ねられ、更に、このよう
に形成された配置が、多くの段階の個々の引き抜きにお
いて最終寸法に変形され、その後、被覆管が除去される
ようにすることにより解決される。

半製品に関しては、その課題の解決は、熱電対を形成し
ている金属線材が、ほぼ同一の変形強度を有しており、
また、金属管が、金属線材よりも、少なくとも　１．５
倍より高い変形強度を有しており、更に、金属管が、そ
の変形強度が金属管の変形強度の範囲内に横たわってい
る被覆管により包囲されることにある。

本発明方法により製造された半製品は、熱電対線材の直
径が約０．０５〜０．０７ｍｍである、０　、３　ｍ　
Ｉｎの白金−ロジウム被覆の外径の場合にも、セラミッ
クの中に埋設された熱電対の非常に均一な横断面を示す
ことが明白となった。このような熱電対は、特に５熱電
対線材の長さについて、−様な横断面を示した。心の−
様な幾何学のために、何らの破壊点も生じない。本発明
方法により、より高い変形度ないしは小さな外径が、作
られることができる。

被覆管の除去の後の追加の焼鈍が、有利であることが証
明された。なぜならば、この追加の焼鈍により、応力の
無い、良好な曲げ性を有する半製品が達成されるからで
ある。この焼鈍のためには、９００°Ｃよりもより高い
温度が適していることが分かつた。

個々の金属線材、金属管及び被覆管に対する材料の選択
は、それらの変形度に関して、引き抜き段階の後に達成
可能な直径に対して決定的であるので、少なくとも１０
〜３０重量％のロジウムを有する白金−ロジウム線が使
用されるべきである。金属管に対しては、１０〜３０重
量％のロジウムを含んでいる管を使用することが、推奨
される。良好な結果は、Ｉｎｃｏｎｅｌ製の金属管によ
って達成される。

出発輪郭の直径の減少は、多数の引き抜き段階において
行われ、この場合、最後の変形段により、被覆管は少な
くとも０　、２５　ｍ　Ｉｎの外径に引き抜かれる。熱
電対線の一様性の観点から特別に良好な結果が、その中
に熱電対線材を有するセラミック本体が差し込まれる約
５　Ｉｎ　Ｉｎの外径を有する金属管の場合に得られる
。個々の引き抜き段階によって、横断面が、それぞれ、
約１０３減少されることが推奨される。

火ニー施ニー億− 以下、本発明をその実施例を示す添付図面に基づいて詳
細に説明する。

火１順り上 ＰｔＲｂ２Ｏの被覆を有するＰｔ−ＰｔＲ１＋１０被覆
熱電対出発材料 セラミック ＮＢＯの２個の導溝（毛細管）を有する、外径３　、５
　ｍ　ｍの多孔性 毛細管直径　０．７ａｕｎ 長　　　さ　　　　　　　　　５０　＋ｎ　ｍＰｔ心 直径０　、６　ｍ　ｍ　、硬く引き抜きされ、硬度１３
０１１Ｖ（ＨＶ＝ビッカース硬度） Ｐ　ｔ　Ｒｈ　１０　　心 直径０　、６　＋ｎ　＋ｎ　、わずかに変形され、変形
度・１０％、硬度１６０ＨＶ ＰｔＲｈ２０−金属管 外径　４．６＋ｎ＋＾ 内径　３　、６　ｍ　ｍ 硬く引き抜き一９９ｘ、硬度２４０ＨＶＣｕＳｎＳ製被
覆管 ３０％変形、硬度　２００　ＨＶ 外径６　ｍ　１１１ 内径４ｍ繭 方　　法 線材のセラミック本体の中への挿入及びＰｔＲｈ２０−
金属管の中への被覆の後、まず、１段で直径４．４９　
ｍ　ｍに引き抜かれた。続いて、４．０８ｍｍに円形に
鍛造された。その後、４　、０８　＋ｎ　＋ｎがら３　
、８９　＋ｎ　＋ｎに引き抜きされた。引き続き、複合
体を、Ｃｕ５ｎ６−管の中に被覆し、１段で５　、５４
　＋ｎ　ｍに引き抜きされた。すべてのなの引き抜きの
連続において、９％の縮小を有しな。引き抜きは、１回
の引き抜きにおいて、ＰｔＲ１＋２０の被覆に関して希
望される最終寸法まで行われた。得られた構成は、第１
図に横断面により示されている。セラミック管１の中に
おいて、２個の毛細管の中に白金−線材２及び白金−口
ジウム１〇−線材３が差し込まれている。セラミック管
１は、白金−ロジウム２０製の金属管４により包囲され
、それにＣｕ５ｎ６製の被覆管５が接合しており、これ
により、第２図に示される構成が得られた。続いて、半
製品は、焼鈍された。

火苅例２ 素 方法、材料及び寸法は、実施例１と同様であるが、しか
しながら、ＰｔＲ１＋２０の金属管の代わりに、２７０
　ＨＶの硬度を有するＩｎｃｏｎｅｌ金属が使用された
。

先ｉへ廟１ 本発明は、上記のような構成及び作用を有しているので
、純粋の白金及び白金ロジウム製の熱電対線材を有する
被覆熱電対要素に対する半製品を、０．３ｍｍの範囲内
に横たわっている外径を有して製造することを可能とす
る製造方法並びに半製品を提供することができるという
効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明方法を示す横断面図、第２図は、本発
明による半製品を示す横断面図である。 １・・・セラミック、２・・・白金線材、３・・・白金
−口ジＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミック本体と、２個の毛細管及びそれらの中に
   差し込まれた熱電対線材とを有しており、この場合、１
   本の線材は純白金製線材であり、他の線材は白金ロジウ
   ム製線材であり、また、セラミック本体を包囲する金属
   管を有している被覆熱電対に対する半製品において、熱
   電対を形成している金属線材が、ほぼ同一の変形強度を
   有しており、また、金属管が、金属線材よりも、少なく
   とも１．５倍より高い変形強度を有しており、更に、金
   属管が、その変形強度が金属管の変形強度の範囲内に横
   たわっている被覆管により包囲されていることを特徴と
   する半製品。 ２、熱電対を形成している少なくとも２個の金属線材を
   有しており、この場合、１本の線材は、純粋の白金線材
   であり、他の線材は白金−ロジウム線材であり、これら
   の線材は、それぞれ、セラミック本体の中の毛細管の中
   に差し込まれ、その後、セラミック本体が金属管の中に
   はめ込まれ、この配置が、ある与えられた数の引き抜き
   段階及び（又は）落とし鍛造段階に委ねられるようにな
   っている被覆熱電対に対する半製品の製造方法において
   、金属線材として、ほぼ同一の変形強度を有する線材が
   用意され、金属線材の変形強度よりも、少なくとも１．
   ５倍より高い変形強度を有している金属管が使用され、
   また、金属管が、差し込まれた線材を有しているセラミ
   ック本体と一緒に４００℃までに加熱の下に排気され、
   閉鎖され、金属管の上に、その変形強度が、金属管へ接
   合する際に、金属管の変形強度の範囲内にある被覆管が
   重ねられ、更に、このように形成された配置が、単一の
   工具の中において、数段階において最終寸法に変形され
   、その後、被覆管が除去されるようにすることを特徴と
   する製造方法。 ３、被覆管の除去の後、変形された複合体が加熱される
   ようにする特許請求の範囲第２項記載の製造方法。 ４、加熱が、７００℃よりも、より高い温度において行
   われる特許請求の範囲第３項記載の製造方法。 ５、白金−ロジウム線材が、１０〜３０重量％のロジウ
   ムを含んでいる特許請求の範囲第２、３又は４項記載の
   製造方法。 ６、金属管が、１０〜３０重量％のロジウムを含んでい
   る特許請求の範囲第５項記載の製造方法。 ７、金属管が、インコネル製の管である特許請求の範囲
   第２〜５項のいずれかに記載の製造方法。 ８、被覆管の最後の変形段階によつて、少なくとも０．
   ２５ｍｍの外径に引き抜きされる特許請求の範囲第２〜
   ７項のいずれかに記載の製造方法。 ９、使用される金属管の外径が、約５ｍｍである特許請
   求の範囲第２〜８項のいずれかに記載の製造方法。 １０、複合体の一つの引き抜き段階における個々の引き
   抜きにおける変形が、それぞれ、約１０％の横断面の減
   少の下においてお行われるようにする特許請求の範囲第
   ２〜９項のいずれかに記載の製造方法。