测量贵金属合金对铂及对铜热电动势的方法

本节所介绍的方法适用于贵金属及其合金材料在0～300℃温度范围内对铂热电动势的测量，也适合于贵金属及其合金材料在0～200℃温度范围内对铜热电动势的测量。

1.试验原理

任一材料与充分退火的纯铂丝或纯铜丝配成热电偶，以纯铂丝或纯铜丝为比较电极，在温度（T～T₀）区间每度所具有的热电动势，称为此材料对铂的平均热电动势e_Pt（T，T₀）或对铜平均热电动势e_Cu（T，T₀）。

式中 e_Pt（T，T₀）——被测材料在（T～T₀）温度区间的对铂热电动势，单位为μV/℃；

e_Cu（T，T₀）——被测材料在（T～T₀）温度区间的对铜热电动势，单位为μV/℃；

E_Pt（T，T₀）——被测材料在（T～T₀）温度区间与铂配对的积分热电动势，单位为μV；

E_Cu（T，T₀）——被测材料在（T～T₀）温度区间与铜配对的积分热电动势，单位为μV；

T——热端温度，单位为℃；

T₀——冷端温度，单位为℃，一般为0℃。

2.材料

（1）基准电极　采用的铂丝直径为0.2～1mm，长度为800～1000mm，其纯度标志量电阻比W（100℃）≥1.3920，W（100℃）的测量按照GB/T 5977—1999《电阻温度计用铂丝》进行。纯铂丝先用质量分数为30%的盐酸溶液煮沸15min，取出后用蒸馏水煮沸数次，直至溶液呈中性为止。将清洗干净的铂丝悬挂在通电退火装置中进行退火，铂丝退火时表面温度不得低于1100℃，时间不得少于2h。

（2）铜丝　采用的纯铜丝直径为0.2～1mm，长度为800～1000mm，铜丝纯度不得低于99.99%（质量分数）。纯铜丝先用无水酒精或丙酮反复擦拭，擦去表面的污物，将清洗干净的铜丝放入氢气炉中，于400～450℃退火20～30min。

3.试样

（1）取样　试样为线材时，其直径在2mm以下；试样为带材或片材时，将试样剪切成窄条，其宽度应小于3mm，长度为800～1000mm。

（2）试样的清洗　试样用无水酒精或丙酮除去表面的污物，或根据样品需要，采取适当的方式清洗。

（3）试样的退火　试样可根据材料的性质和要求，采用不同的条件进行稳定化热处理。

（4）试样的制备　把试样一端与纯铂丝（或纯铜丝）焊接组成热电偶，焊点应呈球形，其大小视材料横断面积而定，然后套上干净的绝缘套管放入玻璃（或石英）保护套管中。(www.xing528.com)

4.仪器及设备

（1）电测仪器　电测仪器为准确度不低于0.01级、分辨率不低于0.1μV的低电位直流电位差计及其配套装置，或具有同等准确度的相应电测仪器。

（2）精密恒温槽 恒温槽的控温精度不低于±0.1℃，液面有效深度大于300mm。在工作区域内，其纵向和横向温差不大于0.05℃。

（3）二等水银温度计　其测量范围为0～200℃。

（4）测量端焊接装置　焊接装置应保证焊接时对电极无污染。

（5）冰点恒温器 用冰块经粉碎加水混合而成，恒温器有效深度应大于300mm。

（6）退火装置　退火装置包括铂电极通电退火装置和氮气退火炉。

5.测量步骤

1）将试样置于精密水银恒温槽中，浸入深度不小于200mm。将试样及纯铂丝（或纯铜丝）的另一端（参考端）与测量导线用水银或类似材料进行可靠连接后插入冰点恒温器内，插入深度约为100～200mm。测量导线的另一端与电位差计连接。测量系统如图7-11所示。

图7-11 测量装置与试样连接示意图

1—水银温度计 2—被测试样 3—标准电极4—铜导线 5—电位差计 6—冰点器 7—恒温槽

2）加热恒温槽中的液态介质，使其逐渐升温到所需要的试样温度，温度值用水银温度计测量。

3）连接好测量电路，启动电测装置对各设备进行预热。待恒温槽温度稳定及试样处于热平衡状态后开始测量。

4）每个试样进行测量时必须在电位差计的正、反两个方向进行读数，取其算术平均值作为一次测量值，测量不得少于4次。

6.结果表述

将测量结果取其平均值作为被测材料在T～T₀温度区间对铂或对铜的积分热电动势e_Pt（T，T₀）和e_Cu（T，T₀），运用公式进行计算，结果保留两位小数。在测量时，纯铂丝或者纯铜丝为负极，被测材料为正极。当所测得的热电动势为正时，说明该材料对铂或铜具有正的热电动势，反之为负。