合金化の特徴

タングステン-レニウム熱電対は、非常に高い温度を測定することができます。ソビエト連邦では1956年から使用されています。陽極に5％のレニウムを添加すると、その柔軟性と再結晶温度が向上します。最大の熱起電力を得るためには、陰極のレニウム含有量を陽極のそれと大きく異ならせる必要があります。しかし、32％以上のレニウムを含むW-Re合金では、1100°C以上で金属間化合物が形成され、センサーの精度が低下します。そのような合金は不均一となり、高温下でレニウムが蒸発しやすくなり、誤差が増します。したがって、アメリカでは25-26％のレニウム合金が使用され、ソビエト連邦では20％の合金が使用されていました。それでも、900-2100°Cの範囲で、VR5/20熱電対の精度は線形に減少します。VR熱電対の安定性を向上させるために、ケイ酸塩添加剤（0.1-0.5％ KCl、0.1-0.5％ Al2O3、0.1-0.5％ SiO2）で合金化します。これにより、高温での測定誤差がほぼ3倍に減少します。

較正の特徴

VR5/20熱電対の較正表は1968年に開発されました。VR電極の不均一性による誤差の増加や高温での絶縁体の分流を最も詳しく研究したのは、Gordov教授（VNIIM）です。VR熱電対の製造基準は1973年に承認され、「GOST 6616-74」に記載されました。1977年には「GOST 3044-74」に名目静特性（NSH）が追加され、MPTSH-68温度スケールに基づいています。

VR5/20熱電対の較正は、エカテリンブルクのウラル計測研究所、リヴィウの「Thermopribor」設計局、ポドリスクの「LUTCH」科学製造企業で行われました。NSHは真空炉で銀、銅、ニッケル、プラチナ、ロジウム、イリジウム、タンタルのワイヤーを溶かして決定されました。プラチナの融点までの標準偏差はロジウム点で評価されました。VR熱電対の出力は、PR30/6熱電対（1800°Cまで）および光学ピロメーターの出力と比較されました。VR熱電対の80％の較正は1％までのばらつきを示しました。2クラスのVR5/20熱電対の最小誤差は、Bタイプ（PR30/6）熱電対に対して0.5％に設定されています。3クラスでは誤差は0.5％を超えます。

%組成の変動

熱電極ワイヤーの技術仕様では、レニウム含有量のばらつきは0.5％、不純物のばらつきは0.1％まで許容されます。その結果、異なるワイヤーパーティー間で熱起電力にばらつきがあります。単一コイルのワイヤーでの熱起電力のばらつきは、1500°Cで50μVまで許容されます。「GOST 3044-77」では、VR5/20熱電対用に3つの近似較正：A-1、A-2、A-3が標準化されています。A-2およびA-3の較正は、主較正A-1の上および下に位置し、動作範囲は1000°C〜2500°Cであり、1800°Cまでに制限されます。

生産

20世紀80年代、年間150kgほどのVR5（VAR5）およびVR20熱電極ワイヤーが生産され、研究機関や航空設計局の需要に応じて、複合材料製造技術で使用されました。主な消費者は冶金業界でした。溶融金属の温度測定では、ソビエト連邦やCOMECON諸国で、VR熱電対が高価な白金-ロジウム熱電対の代替として成功しました。1990年代初頭の社会主義陣営の崩壊は、産業生産の危機と熱電極ワイヤー消費の60％の減少を招きました。現在、信頼性の高い高温センサー、例えばVR熱電対の増産が必要とされています。

現在、毎年約90kgのVR5およびVR20熱電極ワイヤーが直径0.35-0.5mm、合計長さ20kmまで生産されています。合金は粉末冶金法で製造されます。タングステン粉末とアンモニウムペレン酸塩（NH4ReO4）の混合物をプレスし、溶解してワイヤーに加工します。VR5およびVR20合金のレニウム含有量は「流動的」であるため、熱電特性の最適化は未だに達成されていませんが、微細冶金の最新の成果や合金添加剤、金属分析技術の進化が状況を改善し始めています。

使用

これらの熱電対は真空または不活性環境でのみ使用されます。使用範囲を拡大するために、炭素環境（例：グラファイトヒーター付き真空炉）や酸化環境での保護のため、不活性ガスで満たされた特別な気密カバーが開発されました。モリブデンカバーに封入された密閉型熱交換器は、燃料ペレット焼結真空炉での温度制御を目的としており、過酷な環境で1750°Cでの寿命は1000時間です。酸化環境で1600°Cで2000-3000時間の寿命を持つ単結晶アルミ（サファイア）カバーに封入された他の気密VR熱電変換器も開発され、溶融金属、塩またはガラスの温度制御用のサーモプローブで使用されています。

これらの変換器は特に過酷な環境で使用され、動作寿命は保護カバーの耐久性に依存します。1000〜1700°Cの温度では、許容誤差が0.5％を下回らない場合、白金-ロジウム熱電対の代わりとして役立ちます。

熱電極ワイヤーの認証

通常の高温炉で行われます。VRワイヤーの切片をスプールの始点と終点から取り出し、サファイアカバーに封入して密閉します。標準熱電対PR30/6を同じ炉内に配置して600-1700°Cの範囲で較正します。この方法は、真空炉での較正よりも簡単で安価であり、熱電極ワイヤー認証の90％を実現しています。VR熱電対は、1500-2500°Cの範囲での唯一可能な測定手段として非常に信頼性が高いため、CISの標準に組み込まれており、現在でも広く求められています。

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