[发明专利]耐熔融氯化钠腐蚀的电热合金

说明书

本发明公开了耐熔融氯化钠腐蚀的电热合金，由正反面各两层镀膜和中间层镍铬合金构成。此电热合金表层的两层镀膜，最外层成分为Cr₂O₃，内层成分为NiO；中间层为镍铬电热合金。通过真空磁控镀膜机在普通的镍铬电热合金表层形成两层镀膜，此电热合金利用Cr₂O₃和NiO镀膜不熔融于盐和高电阻绝缘的特性，高温下，表面致密的Cr₂O₃镀膜和NiO镀膜有效阻隔中间层镍铬合金和外界熔融游离态氯化钠之间的离子交换。此外，经过磁控溅射加工后的电热合金其塑性加工性、焊接性、高温力学性能、工作温度和使用寿命等主要指标保持不变，完全可实现在高温熔融氯化钠腐蚀环境下的使用。

技术领域

本发明涉及在高温(800到1200℃)熔融氯化钠腐蚀的环境下使用电热合金加热领域，更具体的说是指一种耐熔融氯化钠腐蚀电热合金。

背景技术

电热合金是指利用材料的电阻特效在电流通过的条件下发热的电阻合金材料，是用于电加热的一种镍铬合金材料。当电流通过镍铬合金时，将电能转化为热能，持续产生很高的热量从而对周围介质进行加热。电热合金产品一般制成细丝、圆线材、扁带材，在国民经济和日常生活中的各个方面应用广泛。

镍铬电热合金由于良好的塑性加工性能和高温强度在800到1200℃左右的高温加热元器件中应用广泛，但是在大量的氯化钠加热的场景中，氯化钠在840℃左右处于熔融状态，一方面，游离态的氯离子会和镍铬电热合金发生反应从而腐蚀电热合金体；另一方面，镍铬电热合金体表面的电势差也会加剧熔融态氯化钠对镍铬电热合金的电化学腐蚀作用，这些都加剧了电热合金的腐蚀和破坏，导致传统的镍铬电热合金在熔融氯化钠环境中持续高温加热失败。

在高温岩体地热开发和核废料的地下储库的研发中，都需要进行氯化钠的持续加热模拟岩石试样高温下的渗流特性试验。为了确保在固态氯化钠环境下持续加热的成功进行，本发明通过采用溅射镀膜工艺在传统的电热合金的表面形成两层耐腐蚀和阻隔氯化钠接触的膜来保证镍铬电热合金免于腐蚀破坏，从而开发出一种耐高温耐熔融氯化钠腐蚀的镍铬电热合金。

发明内容

本发明的目的主要是提供一种正反面各带两层致密镀膜的耐熔融氯化钠腐蚀的电热合金，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐熔融氯化钠腐蚀的电热合金，如图1所示，1为0.05-0.2μm厚Cr₂O₃镀膜，2为0.05-0.2μm厚的NiO镀膜，3为0.8-1.2mm厚的镍铬合金中间层，4为0.05-0.2μm厚的NiO镀膜，5为0.05-0.2μm厚的Cr₂O₃镀膜。

作为优选方案耐熔融氯化钠腐蚀的电热合金的结构为1为0.1μm厚Cr₂O₃镀膜，2为0.1μm厚的NiO镀膜，3为1.0mm厚的镍铬合金中间层，4为0.1μm厚的NiO镀膜，5为0.1μm厚的Cr₂O₃镀膜。

所述的镍铬合金包括以下各质量百分含量的原料：Cr：15-30％、Ni：69-80％、Si：1-1.6％、Mn：0.3-0.6％，余量为不可避免的微量元素铝、钴、钼、铼、钛中的一种或多种。

基于上述产品，本发明还提供一种耐熔融氯化钠腐蚀的电热合金的制备方法，包括如下步骤：

(1)将镍铬合金置于工作台上，溅射源靶材为NiO粉末，对镍铬合金溅射镀膜，直到达到所需厚度；

(2)将步骤(1)中镀有NiO膜层的镍铬合金置于工作台上，在溅射源上装入Cr₂O₃粉末，对其溅射镀膜，直到达到所需厚度即可得到耐熔融盐腐蚀的电热合金；