Сетки тканые полотняного и саржевого переплетения из платины и её сплавов ПлРд-10 в Минске


Сетки тканые полотняного и саржевого переплетения из платины и сплавов ПлРд-10

Тканые сетки из платины и платинородиевого сплава ПлРд-10 (Pt — основа, Rh — 10 %) представляют собой фильтрующие и токопроводящие полотна, формируемые полотняным (plain weave) либо саржевым (twill weave) переплетением. Сплав ПлРд-10 соответствует системе PtRh10, применяемой в термопарах типа S (ТПП) и высокотемпературных катализаторных сетках. Изделие сохраняет пластичность при нагреве, устойчиво к окислению на воздухе до 1400 C и к расплавам стекломассы, что определяет его использование в стекловаренных печах, агрегатах азотной кислоты и лабораторной высокотемпературной оснастке.

Конструктивные параметры полотна

Геометрия ячейки задаётся диаметром проволоки основы и утка, шагом переплетения и типом свода нитей. Полотняное переплетение обеспечивает жёсткую структуру с равномерным световым просветом и минимальным смещением нитей при фильтрации под давлением. Саржевое переплетение (2/2, 2/1) даёт повышенную плотность по утку, большую площадь контакта и лучшую драпируемость при формовке катализаторных пакетов.

  • Диаметр проволоки — от 0,05 до 0,50 мм;
  • Размер ячейки в свету — от 0,04 до 2,0 мм;
  • Поверхностная плотность — 180–2400 г/м;
  • Живое сечение — 18–62 %;
  • Рабочая температура в окислительной среде — до 1400 C;
  • Температура в восстановительной среде — до 900 C.

Технические характеристики сплава ПлРд-10

Платинородиевый сплав с 10 % родия относится к твёрдым растворам замещения: родий повышает жаропрочность и снижает скорость испарения платины при высоких температурах. Удельное электрическое сопротивление сплава выше, чем у чистой платины, что учитывается при расчёте нагревателей и термоэлектродов. Термо-ЭДС в паре с платиной нормируется по ГОСТ 8.585 и составляет около 6,3 мВ при 1000 C.

ПараметрЗначениеЕдиницаМетод контроляУсловия
Содержание Rh9,8–10,2% масс.Атомно-эмиссионный анализПлавка, слиток
Плотность20,0–20,2г/смГидростатическое взвешивание20 C
Температура плавления1845–1870CДТАИнертная атмосфера
Предел прочности проволоки320–480МПаРастяжениеОтожжённое состояние
Относительное удлинение18–30%Растяжениеd = 0,2 мм
Удельное сопротивление0,192–0,198мкОммЧетырёхзондовый20 C

Области применения

Сетки из ПлРд-10 работают в узлах, где одновременно действуют высокая температура, агрессивная среда и требование к стабильности электрических параметров. В производстве азотной кислоты катализаторные пакеты из платинородиевых сеток устанавливаются в конвертерах АК-72 и агрегатах под давлением 0,4–1,0 МПа; полотняное переплетение обеспечивает равномерное распределение аммиачно-воздушной смеси. В стекловаренных печах сетки применяют как фильеры и защитные экраны в зоне выработки расплава при 1100–1300 C.

  • Катализаторные пакеты конвертеров азотной кислоты (окисление NH);
  • Фильеры и питатели стекломассы в стекловаренных печах;
  • Термоэлектроды и экраны термопар типа S (ТПП) в печах сопротивления;
  • Токоподводящие сетки в высокотемпературных электронагревателях;
  • Фильтры расплавов в литейных установках для жаропрочных сплавов;
  • Лабораторные тигли и подложки для отжига в вакуумных печах.

Эксплуатационные ограничения

При работе выше 1400 C на воздухе наблюдается испарение платины и рост зерна, что снижает механическую прочность полотна. В присутствии фосфора, серы, кремния и свинца образуются легкоплавкие эвтектики, разрушающие нити; поэтому сетки изолируют от контакта с футеровкой и смазками, содержащими указанные элементы. В восстановительной среде при температуре свыше 900 C возможно образование силицидов и фосфидов платины. Крепление полотна выполняют точечной сваркой или платиновыми заклёпками, избегая контакта с углеродистой сталью.

Вопросы и ответы

Чем отличается полотняное переплетение от саржевого в сетках ПлРд-10?

Полотняное переплетение даёт жёсткую структуру с равномерной ячейкой и минимальным смещением нитей под давлением, что важно для катализаторных пакетов. Саржевое переплетение повышает плотность по утку и площадь контакта, обеспечивая лучшую драпируемость при формовке фильтрующих элементов.

До какой температуры сохраняется работоспособность сетки из сплава ПлРд-10?

В окислительной среде — до 1400 C, в восстановительной — до 900 C. Выше этих значений ускоряется испарение платины и рост зерна, что снижает прочность полотна.

Какие примеси разрушают платинородиевую сетку?

Фосфор, сера, кремний, свинец и их соединения образуют с платиной легкоплавкие эвтектики. Сетку изолируют от футеровки и смазок, содержащих эти элементы, а крепление выполняют без контакта с углеродистой сталью.

Применяется ли ПлРд-10 в термопарах?

Да, сплав PtRh10 служит положительным термоэлектродом термопар типа S (ТПП) по ГОСТ 8.585. Термо-ЭДС в паре с платиной составляет около 6,3 мВ при 1000 C.