כשל חישול בצמדים תרמיים ממתכת יקרה משפיע ישירות על דיוק מדידת הטמפרטורה ועל אמינות הציוד. הסיבות השכיחות כוללות פרמטרים בלתי מבוקרים של תהליך, פעולה לא נכונה, זיהום חומרים וביצועי ציוד לא מספיקים. גורמים אלו, בנפרד או בשילוב, עלולים להוביל לבעיות כגון מתח פנימי ללא הקלה, התגבשות גרגירים והפרדה קומפוזיציית, וכתוצאה מכך לכישלון כיול או סחף מדידה. להלן חמש סיבות הליבה והביטויים הספציפיים שלהן, המסוכמים בהתבסס על תקנות אימות לאומיות (כגון JJG75-2022) והפרקטיקה בתעשייה.
I. הגדרה לא נכונה של טמפרטורת חישול
טמפרטורה היא הפרמטר הקריטי ביותר הקובע את אפקט החישול; גם טמפרטורות גבוהות מדי וגם טמפרטורות נמוכות יובילו לכישלון.
טמפרטורה נמוכה מדי (<1100℃)
תהליך ההתגבשות מחדש לא יכול להיות מופעל במלואו, ולא ניתן לשחרר מתח עבודה קר. עיוות סריג שיורי מוביל לפוטנציאל לא אחיד- מוגזם.
Temperature Too High (>1450 מעלות)
צמיחת גרגרים חריגה בסגסוגות פלטינה-הרודיום, מה שהופך את החומר לשביר ונוטה לשבר. הנידוף מוגבר של יסודות מתכת יקרים, וכתוצאה מכך נמס או שינוי צבע על פני השטח.
המלצה: סוג S-וסוג R-יש לשלוט ב-1100 מעלות, ו-B-סוג ב-1250 מעלות.
II. זמן החזקה לא מספיק או מוגזם
זמן ההחזקה משפיע על הולכת חום ועל מידת ההומוגניזציה של מבנה המיקרו.
זמן קצר מדי (<1 hour)
חדירת חום אינה מספקת, והמבנה הפנימי אינו משוחזר במלואו.
במיוחד עבור צמדים תרמיים שיוצרו לאחרונה, שבירה של גרגרים הנגרמת על ידי משיכה קרה אינה בוטלה.
Too long a time (>שעתיים)
מגביר את צריכת האנרגיה ועלול לגרום להתגבשות גרגרים, הפחתת חוזק מכני.
המלצה: חישול חשמלי למשך שעה, תנור חישול במשך יותר מ- או שווה לשעתיים, מותאם לפי קוטר האלקטרודה.
III. בקרת קצב קירור לא נכונה
תהליך הקירור משפיע ישירות על היווצרות של מתח שיורי.
קירור מהיר או קירור אוויר
גורם להפרש טמפרטורה גדול בין החלק הפנימי והחיצוני של התרמו-אלקטרודה, יוצר מתח תרמי חדש. זה מפעיל בקלות את "אפקט ההמרה", מה שהופך את הביצועים התרמו-אלקטריים ללא יציבים.
גישה נכונה: יש צורך בקירור איטי בכבשן, כאשר קצב הקירור נשלט בתוך 100-200 מעלות לשעה.
IV. בחירה לא מתאימה של שיטת חימום
לשיטות חישול שונות יש יתרונות וחסרונות; שיטה אחת לא יכולה להשיג בו זמנית אחידות אורכית ורדיאלית.
חישול חשמלי בלבד:
החימום אחיד לאורך כיוון האורך של האלקטרודה, אך הקירור הרדיאלי מהיר, יוצר בקלות מתח חדש. מתכת פני השטח היא נדיפה, וגורמת לשינויים בהרכב.
חישול תנור בלבד:
חימום רדיאלי הוא אחיד, אך שדה טמפרטורה לא אחיד לאורך כיוון האורך עלול להוביל לפיזור מתח לא אחיד. לא ניתן להסיר ביעילות זיהומים על פני השטח.
אסטרטגיה אופטימלית: תהליך משולב של חישול חשמלי ואחריו חישול תנור מציע יתרונות משמעותיים.
V. סביבת הפעלה וזיהום חומר
זיהום חיצוני עלול לפגוע קשות באיכות החישול ואף לגרום לנזק קבוע.
שימוש בכלים המכילים ברזל או מתכות בסיס למגע עם האלקטרודות:
מציגה אטומי טומאה שמתפזרים לתוך סריג המתכת האצילית, ומשנים את התכונות התרמו-אלקטריות.
צינורות קרמיקה מבודדים לא אפויים:
גזים או זיהומים רלוונטיים משתחררים בטמפרטורות גבוהות, ומזהמים את פני השטח של התרמו-אלקטרודה.
חישול ללא ניקוי יסודי:
שאריות בורקס, שמן או תחמוצות יוצרים משקעים זכוכיתיים בטמפרטורות גבוהות, מה שמפריע להומוגיזציה של הרכב.
הערה: סביבת ההפעלה צריכה להיות -נטולת אבק וללא שמן- כדי למנוע זיהום משני.
