基于Al_(2)O_(3)陶瓷的Pt/PtRh型厚膜热电偶封装测试

设计了一种基于氧化铝(Al_(2)O_(3))柱体的Pt/PtRh型厚膜热电偶。采用丝网印刷工艺完成传感器功能层的制备,这种方法工艺简单、可操作性强、成本低廉。对所制备的厚膜热电偶进行封装设计并进行测试。实验结果表明:带封装热电偶的迟滞大小为4.10%,小于无封装的7.65%,而且带封装热电偶在高温阶段与标准热电偶极其吻合,其平均塞贝克系数更接近于标准热电偶。实验结果均表明封装设计有利于膜状热电偶测试的准确性,达到了工程化需要。

基于磁控溅射的Pt/PtRh高温薄膜热电偶传感器集成工艺

Pt/PtRh为高温薄膜热电偶敏感材料,Al_(2)O_(3)和SiO_(2)为复合绝缘层材料,采用磁控溅射法成功制备Pt/PtRh薄膜热电偶及Al_(2)O_(3)/SiO_(2)复合型上下绝缘层,并通过掩膜-沉积法实现薄膜热电偶图案化制备。结果表明:制备的复合绝缘层Al_(2)O_(3)/SiO_(2)能够有效保证高温薄膜热电偶传感器在1200℃高温下的绝缘性和化学稳定性。Pt/PtRh热电偶阵列精度达到200μm,可在1200℃下稳定工作超过2200 min,经过4000 min升降温循环测试后,热电偶输出热电动势偏差小于1%。热电偶传感器整体厚度小于20μm,集成于合金与热障涂层之间的热电偶在高温服役环境下可稳定工作并测量合金表面温度。多层结构的样件在服役测试中无分层、脱落现象,热电偶稳定输出信号。

电化学分散法制备PtRh纳米粒子

将纯PtRh丝放置在NaOH溶液中,采用方波电势法可制备PtRh水溶胶。PtRh原子在方波电势搅动下被快速-氧化还原而发生重排,同时,在氢气的推动力下,PtRh丝得以分散。采用这种方法可在温和的条件下绿色合成清洁的PtRh纳米粒子(NPs),制备过程中无需任何前驱体金属离子和还原剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对PtRh纳米溶胶进行了表征。PtRh纳米粒对甲醇氧化具有较高的电催化活性。

Pt/PtRh薄膜热电偶的动态性能研究

鉴于航空发动机部件温度高、温度变化快的特性,本文采用微机电系统(MEMS)工艺制备高温Pt-PtRh薄膜热电偶,分别搭建薄膜热电偶的静态标定和动态响应测试平台,对薄膜热电偶的热电输出特性进行了标定,结果表明:Pt-PtRh薄膜热电偶与标准丝状同材质热电偶的输出特性基本一致,平均塞贝克系数为13.8μV/K,动态测试的整体响应时间在25~40μs范围内,具有很快的响应速度。

基于PtRh10-Pt热电偶的铸件温度测量方案设计和验证

基于PtRh10—Pt热电偶和Agilent34972A数据采集仪，设计了铸件浇注凝固过程的动态测温方案，并利用该方案对实际浇注过程进行了测量和验证。结果表明，该方案能快速准确地测量铸造生产过程中铸件任意点的温度变化情况，提供实时的温度场数据；同时该方案的适应性强，在铸件生产中具有较重要的参考和实用价值。

电火花等离子体熔蚀法制备PtRh20合金粉末

采用电火花等离子体法在超纯水中制备了铂铑合金(PtRh20)粉末,利用ICP光谱分析仪、扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪等对制粉过程中的杂质含量变化、成品粉末表面形貌、成分及粒度分布进行了分析。结果表明:电火花等离子体熔蚀法制备PtRh20合金粉末效率可达1000 g/h,粉末纯度较高,由成分相同的高球形度颗粒和絮状物组成,粉末粒径基本在5~60μm之间,平均粒径25μm。

Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金的组织结构及性能研究

采用真空电弧熔炼预合金化-高频熔炼方法制备Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电镜及电子拉伸试验机等,研究Pt-25Rh-0.2La-0.2Ce合金的显微组织结构、力学性能及高温抗氧化性能。结果表明,稀土的添加可有效细化合金的晶粒尺寸,提高合金的室温及高温力学性能,同时对合金的高温抗氧化性能无明显负面影响。

1500~2300℃高温热电偶校准中关键影响因素分析及试验

介绍了高温热电偶校准炉原理及其结构,对校准过程中钨管膨胀和石英窗口等关键影响因素进行了研究,并通过B偶、PtRh40-PtRh20、Ir40Rh-Ir、钨铼等高温热电偶进行了试验验证。实验结果表明高温热电偶校准炉重复性良好,可用于1500~2300℃氧化和还原气氛下各种高温热电偶的校准。

不同温度下乙醇电氧化过程的原位红外光谱研究

直接乙醇燃料电池因其优异的性能备受关注。乙醇的电催化氧化并非简单的燃烧,涉及多种催化反应过程。乙醇的C-C键断裂选择性低,以及乙醇氧化中间产物C1分子由于没有及时氧化离开催化剂表面而造成的催化剂中毒,是制约其应用的瓶颈问题。电化学原位红外光谱是在电化学反应的同时,原位采集反应物种特定官能团的振动信息,可在分子水平揭示反应过程,推测反应机理。不同温度条件下乙醇电氧化过程的研究,有助于合理的设计高性能乙醇燃料电池催化剂。选用高性能的PtRh/RGO催化剂,结合同位素示踪法和电化学原位红外光谱技术,研究了不同温度下乙醇的电氧化过程。循环伏安研究表明,乙醇电氧化性能及其C-C键断裂的程度为PtRh/RGO (45℃)>PtRh/RGO (25℃)>商业Pt/C。电化学原位红外光谱从分子水平跟踪了乙醇的电氧化过程,观察到随着电位的增加, CO2, CO,-CH3,-C-O特征峰的强度逐渐增加。CO2和CH3COOH分别归属于乙醇完全氧化和不完全氧化的终产物,因此红外光谱中两种物质特征峰积分面积的比值[CO2]/[CH3COOH]可做为CO2选择性的量度。用来定量标定CH3COOH的特征峰是位于1 280 cm-1的-C-O振动峰,但对于PtRh/RGO催化剂的红外光谱而言,它的乙酸特征峰振动峰位1 280 cm-1附近出现1 214 cm-1甲醇衍生物的振动峰,通过一种反射红外光谱与标样透射红外光谱差减扣除叠加峰方法,定量计算了叠加峰中1 280 cm-1特征峰的积分强度,从而计算出PtRh/RGO的CO2选择性。结果表明对比25℃时, 45℃下PtRh/RGO具有更高的选择性, 0.3 V时提高48.1%, 0.5和0.6 V时略有提高, 0.4 V时降低,这可能是乙醇中β-C和水中OH竞争吸附所致。在两种反应温度条件下, CO2选择性都在电位高于0.4 V时呈现下降趋势。为了进一步研究CO2来源于α-C或β-C的完全氧化,使用同位素标记的13CH312CH2OH做为探针分子,通过电化学原位红外光谱研究了25和45℃下PtRh/RGO电极上乙醇电氧化过程。结果表明,β-C完全氧化为CO2的起始电位与温度无关,都为0.3 V。通过用13CO2/12CO2积分面积的比值定量分析,发现45℃下,该比值在电位0.3~0.5 V时相比于25℃下分别增加0.11, 0.18和0.22,表明随着温度或电位的增加,β-C完全氧化的选择性增加。