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在铝合金熔炼过程中，热电偶（包括其保护套和内部热电丝）会接触高温铝液、熔剂、合金元素蒸汽及氧化产物，面临多种化学腐蚀风险。这些腐蚀会直接影响热电偶的测量精度和使用寿命，具体类型及机理如下：
一、铝液的渗透与界面反应腐蚀
腐蚀对象：主要针对热电偶保护套（刚玉、氮化硅等），间接影响内部热电丝。
腐蚀机理：
- 高温下（660-800℃），液态铝具有极强的渗透性，可通过保护套表面的微小裂纹或孔隙渗入内部。
- 铝与保护套的氧化物发生界面反应：
- 对刚玉（Al₂O₃）保护套：铝液中的活性 Al 可能与 Al₂O₃发生微量反应（3Al + Al₂O₃ → 2Al₂O，但反应程度较低），但主要是物理渗透，导致保护套内部形成铝基合金层，降低结构强度。
- 对氮化硅（Si₃N₄）保护套：铝液中的 Al 与 Si₃N₄反应生成 AlN 和 Si（Si₃N₄ + 4Al → 4AlN + 3Si），Si 会溶解在铝液中，导致保护套表面逐层剥落。
腐蚀后果：保护套强度下降，易开裂；铝液渗入后与内部热电丝接触，形成合金化腐蚀（如铝与镍反应生成 NiAl₃）。
二、熔剂的化学侵蚀
腐蚀对象：保护套和热电丝均可能受影响，尤其在精炼阶段。
常见熔剂及腐蚀机理：
- 氯化物熔剂（如六氯乙烷 C₂Cl₆、氯化钠 NaCl-KCl 混合盐）：
- 高温下分解产生 Cl₂、HCl 等强腐蚀性气体，与保护套反应：
- 刚玉（Al₂O₃）：Cl₂ + Al₂O₃ → AlCl₃（气态，挥发） + O₂，导致保护套表面逐层腐蚀变薄。
- 热电丝（如 K 型的镍铬合金）：Cl₂与 Ni、Cr 反应生成 NiCl₂、CrCl₃（高温下易挥发），导致热电丝直径变细、热电势漂移。
- 氟化物熔剂（如冰晶石 Na₃AlF₆，用于去除氧化渣）：
- 与 Al₂O₃保护套反应生成 NaAlO₂和 AlF₃（3Na₃AlF₆ + Al₂O₃ → 6NaAlO₂ + 4AlF₃↑），产物具有流动性，会加速保护套的侵蚀。
三、合金元素的挥发与反应腐蚀
铝合金中的镁（Mg）、硅（Si）、铜（Cu） 等元素在高温下易挥发形成蒸汽，与热电偶材料发生化学反应：文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/4712.html
- 镁蒸汽腐蚀：
- 镁在 700℃以上易挥发，与 K 型热电偶的镍铬丝反应：Mg + Ni → MgNi₂（脆性化合物），导致热电丝脆化断裂；与铂铑丝（S 型）反应生成 MgPt₃，破坏铂的热电特性。
- 硅蒸汽腐蚀：
- 高硅合金（如 4 系 Al-Si）熔炼时，硅蒸汽渗透到刚玉保护套的晶界中，形成低熔点的 SiO₂-Al₂O₃共晶相（熔点约 1540℃，低于刚玉熔点），导致保护套高温强度下降，易开裂。
- 铜离子扩散腐蚀：
- 含铜合金（如 2 系、7 系）中，铜离子在高温下扩散到镍基热电丝中，形成 Cu-Ni 固溶体，改变热电丝的电子传导特性，导致测量偏差。
四、氧化渣的附着与侵蚀
铝合金熔炼时会产生大量氧化渣（主要成分为 Al₂O₃，含少量 MgO、SiO₂），其对热电偶的腐蚀表现为：文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/4712.html
- 物理附着与渗透：氧化渣在保护套表面堆积，形成致密隔热层，同时渣中的低熔点成分（如 MgO-Al₂O₃共晶，熔点约 2100℃，但在铝液中易湿润保护套）会渗透到保护套的微裂纹中，在温度波动时因热膨胀差异加剧裂纹扩展。
- 化学反应：氧化渣中的 MgO 与刚玉保护套反应生成 MgAl₂O₄尖晶石（MgO + Al₂O₃ → MgAl₂O₄），导致保护套表面结构疏松，易被铝液冲刷剥落。
五、不同热电偶材料的腐蚀敏感性对比
| 热电偶部件 | 材料类型 | 最敏感的腐蚀类型 | 腐蚀耐受等级（1-5，5 最高） |
| 保护套 | 刚玉（Al₂O₃） | 氯化物熔剂侵蚀、硅蒸汽渗透 | 3 |
| 保护套 | 氮化硅（Si₃N₄） | 铝液界面反应、氟化物侵蚀 | 4 |
| 保护套 | 氧化锆（ZrO₂） | 高温下的晶相转变（导致开裂） | 5（但成本高） |
| 热电丝 | K 型（镍铬 - 镍硅） | 镁蒸汽反应、氯化物腐蚀 | 3 |
| 热电丝 | S 型（铂铑 - 铂） | 铝液污染、硅蒸汽扩散 | 4（但抗污染性差） |
防护建议
- 保护套选型：高硅合金优先用氮化硅套，含镁合金用高密度刚玉套，精密熔炼用氧化锆套。
- 工艺控制：减少熔剂用量（如六氯乙烷控制在 0.1-0.3% 炉料量），精炼后及时清理氧化渣。
- 定期维护：每炉次清理保护套表面附着物，发现腐蚀坑或裂纹立即更换。
通过针对性防护，可显著降低化学腐蚀对热电偶的影响，延长其使用寿命至设计值的 80% 以上。文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/4712.html 文章源自炬鼎熔炉-江浙沪铝合金集中熔化炉厂家|中频感应熔炼炉|铝屑熔解炉报价-品牌直供·节能技术-https://www.judrl.com/4712.html
