本发明专利技术涉及一种由铂或者铂合金制成的零件，该零件在运行过程中与氧化气氛相接触的外表面以具有开放孔隙的陶瓷层或者石英层覆盖，陶瓷层或者石英层的孔隙含有在使用温度下熔化的材料作为浸渗剂，该零件在氧化性气氛中、在＞1200℃的温度下使用时受保护以免发生蒸发损失。降低铂和铂合金在氧化性气氛中的蒸发速率的方法包含以下步骤：A.安放具有孔隙的石英层或者陶瓷层；B.以熔点低于陶瓷的材料浸渗该石英层或者陶瓷层，从而使具有开放孔隙的陶瓷层的孔空间部分地或者完全地由浸渗剂填满；C.在＞1200℃的温度下使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种对在温度> 1200°C的氧化气氛中使用的、由钼或者Pt合金制成的零件的抗蒸发损失的保护，特别是通过应用隔离层而减少在高温下的Pt和Rh的蒸发损失。
技术介绍
钼 理解为钼材料，其通常可含有其它金属组分。其它金属组分特别为不可避免的杂质。钼合金或者钼基材料理解为主要组分，特别是超过75%的组分为钼的合金。合金中的其它材料除了不可避免的杂质还优选为铑和/或铱。蒸发速率理解为材料损失的速度。可以通过每个运行期内的质量损失表达蒸发速率。对于生产高价值的玻璃，例如用于IXD电视机的薄片(0.6-0.8mm)的硅酸铝玻璃，将不同的零件或设备组件进行熔化、均质化和净化。所谓的“供料系统”由若干个垂直和平行以及呈角度安放的管段构成，并且这些管段彼此机械相连。使用温度在1350°C至将近1700°C的范围内。钼零件由陶瓷材料包裹，该陶瓷材料具有机械支撑功能和隔热功能。在陶瓷内的温度从Pt表面开始，随着到直接加热的设备的距离变远而下降。此类在实践中应用的陶瓷包层的例子是纤维绒或者精细颗粒的陶瓷层，二者具有相对高的开放孔隙率。由于陶瓷包层的里面和Pt零件的直接的、紧密的接触，不太可能发生自由的空气对流。包裹的陶瓷层的孔隙率足够在非常高的温度下通过气态的Pt组分特别是Pt氧化物的生成对Pt表面造成损害，并由此出现气态的Pt组分从表面脱离，通过具有孔隙的陶瓷层(见图1)，直至形成来自于气相的金属钼沉淀物。通常，沉淀物位于离Pt表面0.5-3cm的范围内。对于在Pt表面不是形状配合的陶瓷，Pt的蒸发由于额外的气体对流而明显加快。在这种情况下，Pt沉淀物也会出现在零件的紧邻的周围。Jehn发表了一篇关于Pt和Pt族金属的蒸发损失的科学研究的综述(HermannJehn,High Temperature Behaviour of Platinum Group Metals in OxidizingAtmospheres, Journal of the Less Common Metals, 100，1984，pp.321-339)。根据 Jehn公布的值，在氧气气氛中(lbar)、1600°C温度下,壁厚的损失为每年8_9mm。虽然Jehn公布的在空气气氛中进行的研究中的数值的偏差比较大，但是在空气中的壁厚损失可以达到每年几个毫米。与此相矛盾的是，在实践中的每年的壁厚损失最多只有零点几个毫米。较小的蒸发速率是由于Pt零件的表面产生了稳定的扩散边界层。那么原则上由边界层决定Pt氧化物类物质的扩散速度。在实践中也可以这样形成稳定的扩散层，将陶瓷层形状配合地安放到Pt表面。为此应用到陶瓷绒，或者向Pt零件和陶瓷坯块之间的缝隙内填充陶瓷颗粒或者粉末。此类陶瓷层的孔隙率要足够大，以将气态的Pt组分从Pt表面运送到较冷的陶瓷内。EP1337686A2揭露了一种在玻璃制造业内的涂层金属部件，该部件具有在远离玻璃熔化物的一侧上的H2不透过层或者H2和O2不透过层。EP1722008A2相应地揭示了将H2不透过层或者H2和O2不透过层用于对与玻璃熔化物相接触的零件涂层，例如引导玻璃熔化物和对玻璃熔化物进行温度调整的凹槽、热熔盆和管道。该涂层例如含有40-99重量％的SiO2和1-30重量％的Al2O3,优选厚度大于1mm。已知，可以借助火焰喷涂将附着的陶瓷层，例如ZrO2或者Al2O3安放到Pt和PtRh零件的表面。由此，通常由纤维绒或者粉末层达到的开放孔隙率减少并且蒸发率同样降低。在层中的开放孔隙率的维持一方面受到工艺的限制，另一方面在零件加热的过程中坚硬的无孔层由于其与Pt和PtRh不同的热膨胀率剥落。在Pt零件的很长的使用寿命中，会发生明显的壁厚的减少。这会引起零件的坚固性降低，由此导致零件提前报废。此外在零件报废后的能够直接再利用的贵金属量减少，这引起额外的费用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，避免或者减少由Pt或者Pt合金制成的零件或者仪器组件的壁厚在长时间使用之后的变薄。特别应该实现， 在1650°C中Pt零件达到2年的使用寿命。为此在任务设置中应该顾及以下一个或者多个事实和要求:-只有气体密封的结构才能阻挡钼的氧化。-钼和一些元素组成低熔点的共晶物，该共晶物导致零件的瞬间损坏。-组件的热膨胀系数的不同引起应力，由此出现微裂纹和剥落现象。-所应用的材料应该能够在冶炼中通过形成炉渣与纯金属分离(回收费用)。-由于还原效应，必须避免含碳的材料。-应用的材料必须长时间地具有温度稳定性。-必须排除与炉子内衬起反应。-该方法必须能够应用于几何形状较大和较复杂(达6m的零件尺寸)的零件(目前火焰喷涂对此不适用)。-不能影响热能的进入。-不允许热能损失上升。-零件的温度分布曲线不允许受到影响。该目的通过根据权利要求1的零件和根据权利要求13的方法实现。优选的实施方式在其它权利要求中给出。特别是通过以下措施，蒸发损失通过涂覆隔离层得以避免或者减少(气态的Pt组分(主要是PtO2)不能通过该隔离层):1.通过整个地涂覆多孔的、粘附的陶瓷层或者石英层并浸渗第二组分，使第一多孔陶瓷层或者石英层的开放孔隙被浸渗剂部分地或者完全地填满。在干燥过程之后在较低的温度下以精细颗粒粉末或者纳米粉末浸渗到第一陶瓷层的孔中。通过该应用保证了，陶瓷层在加热到使用温度时不会从钼表面剥落，但是非常小的、残留孔隙(特征为孔直径< Iym)还存在。层的柔韧性在运行或者对熔合线处进行维修时的局部冷却的条件下还能够保持。2.1.中所描述的浸渗剂的替代方案是这样的浸渗剂，其在加热到使用温度下变软并且将第一层中的孔封闭的。3.1.中所描述的浸渗剂的另一个替代方案是，在加热(非常高的温度)过程中陶瓷第一层至少部分形成玻璃相，该玻璃相引起Pt零件的暴露的表面的完整的覆盖。在根据1.-3.的浸渗的第一层上安放氧-吸收剂，以降低氧的分压。适宜的吸气剂是专业人士已知的并且基于锆或者钇。具有孔隙的层优选为石英或者氧化陶瓷。例如这类的氧化陶瓷由以下物质构成:Al2O3 ；Zr02 ;硅酸错；Si02.ZrO2 ；Si02, Hf O2 ；CaO ；MgO ;稀有金属的氧化物；以及上述材料的混合物。具有开放孔隙的层也可以是聚集的或者熔结的积聚物。浸渗剂同样可以是氧化陶瓷或者玻璃形成剂的组，例如二氧化硅(SiO2);氧化硼(B2O3);五氧化二磷(P2O5);三氧化二砷，也称砒霜(As2O3) ;二氧化锗(GeO2);五氧化二锑(Sb2O5)以及上述材料的混合物。也可以将同一种材料的不同颗粒彼此混合成氧化陶瓷和浸渗剂。浸渗剂具有较小的颗粒尺寸(即纳米级别)，因此熔点低。对此适用的是细颗粒硅酸(Aero Si I )，其具有3_200nm，优选3_50nm的初级颗粒尺寸。在特别 优选的实施方式中，陶瓷织物作用为支撑架，该支撑架以同种的陶瓷材料浸湿，该材料在使用温度下形成熔化液态的层作为氧扩散的壁垒。该壁垒阻止了金属钼发生反应生成氧化钼，因此钼不能以氧化形式蒸发。为了避免与炉子内衬的反应，优选在另一个分离层和保护层之后，覆上二氧化锆-织物层然后是硅酸铝绒。除了钼设备组件的长的寿命以外，对于玻璃制造业还有另外一个优点，可以在高温情况下引导输送的玻璃熔化物。随着温度的提高，玻璃本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.11 DE 102010047898.91.一种在氧化性气氛中、在> 1200°c的温度下使用时受保护以免发生蒸发损失的、由钼或Pt合金制成的零件，所述零件在运行过程中与氧化性气氛相接触的外表面以具有开放孔隙的陶瓷层或者石英层覆盖，所述陶瓷层或者石英层的孔隙含有在使用温度下熔化的材料作为浸渗剂。2.根据权利要求1所述的零件，其特征在于，所述浸渗剂为玻璃形成剂并且在>1200°C的使用温度下与陶瓷层或者石英层至少部分形成玻璃相，所述玻璃相导致零件的暴露的表面完全被覆盖。3.根据权利要求1所述的零件，其特征在于，所述陶瓷层或者石英层由下列组构成:Al2O3 ；Zr02 ;硅酸锆；氧化硅-氧化锆复合氧化物SiO2.ZrO2 ；Si02 ；Hf02 ；CaO ；MgO ;稀有金属的氧化物；以及上述材料的混合物。4.根据权利要求1所述的零件，其特征在于，作为精细颗粒或者纳米微粒的材料的所述浸渗剂具有3-50nm的初级颗粒平均颗粒直径。5.根据权利要求4所述的零件，其特征在于，所述浸渗剂与所述陶瓷层或者石英层的材料相同。6.根据权利要求1所述的零件，其特征在于，所述浸渗剂与所述陶瓷层或者石英层形成能够熔化的混合物。7.根据权利要求6所述的零件，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：安妮特·卢卡斯，戴维·弗朗西斯·勒普顿，妮科尔·居布莱，哈拉尔德·曼哈特，马克·比辛格尔，乌韦·扬奇，斯特凡·福尔贝格，
申请(专利权)人：贺利氏材料工艺有限及两合公司，
类型：
国别省市：
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