2024年3月12日发(作者：捷秋)
N型热电偶及应用
沈阳电力高等专科学校 杨庆柏
刊载于《辽宁电机工程科普》2000年第4期
镍铬硅-镍硅热电偶(分度号为N，简称N型热电偶)，是70年代由澳大利亚首先研制
出来的，它是一种新型镍基合金测温材料，也是国际上在贱金属热电偶合金材料研究方面
取得的重大成果。N型热电偶很有可能取代K、E、J、T型等贱金属热电偶和部分S型贵
金属热电偶，目前正在引起火电厂热工自动化人员的高度重视。
1．N型热电偶的特性
N型热电偶的正极为含铬与硅的镍铬硅合金，负极含硅的镍基合金，其主要特性如下：
(1)高温抗氧化能力强，长期稳定性好。针对K型热电偶镍铬极中Cr、Si元素择优氧
化引起合金成分不均匀及热电势漂移等问题，在N型热电偶的正极中增加Si、Cr含量，
使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化，致使氧化反应仅在表面进行；N型热电偶
又在负极中增添溶质元素Mg与Si，尽管Si含量增大要降低热电势，但可使金属与氧化物
间的钝化膜更加致密。并因Mg与Si择优氧化形成扩散势垒。阻止“缘蚀”现象向内部扩
散，抑制进一步氧化发生。对在1200℃下经1000h的K与N型热电偶的正极进行显微结
构观察表明，K型热电偶的氧化层很厚，近lmm，而N型热电偶却几乎看不到氧化膜的生
长。又因K型热电偶负极中含有Mn，虽有调整热电势的作用，但却极大地影响了它的高
温稳定性。为此，N型热电偶中不再添加Mn，它的高温稳定性与使用寿命较K型热电偶
明显提高。
(2)N型热电偶在250～550℃范围内的短期热循环稳定性好。K型热电偶在250～
550℃范围内循环使用时，因其显微结构发生变化，形成短程有序结构(即所谓的K状态)，
致使其热电势不稳定，而N型热电偶能消除此种短期不稳定性。
(3)N型热电偶在250～550℃范围内抑制了磁性转变，不再出现热电势明显地不规则
变化。K型热电偶负极，约在170℃发生磁性转变，为此。对N型热电偶的负极合金成分
作了较大调整，基本上不含Mn、Al、Co等元素。Si含量也有较大提高，从而抑制了新型
合金的磁性转变，使其转变温度降到室温以下。因此，N型热电偶不会因磁性变化造成热
电势偏离分度表。
(4)在中子辐照环境下具有良好的稳定性。K型热电偶具有较好的耐辐照能力，而N型
热电偶在K型热电偶的基础上，又取消了易蜕变元素Mn、Vo等，因此，N型热电偶较K
型热电偶具有更好的耐核辐射的能力。
(5) 在400～1300℃范围内，N型热电偶的热电特性的线性比K型热电偶好。
2.应用
我国火电厂主蒸汽温度的测量大都采用K型热电偶作为一次元件，目前存在着测温精
度不高的问题。为了提高主蒸汽温度测量的准确性，用N型热电偶替换K型热电偶是一个
有效的技术措施。目前,N型热电偶已在火电厂主蒸汽温度测量中应用。N型热电偶具有热
电特性稳定，使用寿命长和非线性误差小等优点，提高主蒸汽温度测量的精度，满足了火
电机组运行规程的要求。在用N型热电偶测量主蒸汽温度成功应用的基础上，也可以用N
型热电偶测量过热器和汽缸等金属壁的温度。
2024年3月12日发(作者：捷秋)
N型热电偶及应用
沈阳电力高等专科学校 杨庆柏
刊载于《辽宁电机工程科普》2000年第4期
镍铬硅-镍硅热电偶(分度号为N，简称N型热电偶)，是70年代由澳大利亚首先研制
出来的，它是一种新型镍基合金测温材料，也是国际上在贱金属热电偶合金材料研究方面
取得的重大成果。N型热电偶很有可能取代K、E、J、T型等贱金属热电偶和部分S型贵
金属热电偶，目前正在引起火电厂热工自动化人员的高度重视。
1．N型热电偶的特性
N型热电偶的正极为含铬与硅的镍铬硅合金，负极含硅的镍基合金，其主要特性如下：
(1)高温抗氧化能力强，长期稳定性好。针对K型热电偶镍铬极中Cr、Si元素择优氧
化引起合金成分不均匀及热电势漂移等问题，在N型热电偶的正极中增加Si、Cr含量，
使镍铬合金的氧化模式由内氧化转变为外氧化，致使氧化反应仅在表面进行；N型热电偶
又在负极中增添溶质元素Mg与Si，尽管Si含量增大要降低热电势，但可使金属与氧化物
间的钝化膜更加致密。并因Mg与Si择优氧化形成扩散势垒。阻止“缘蚀”现象向内部扩
散，抑制进一步氧化发生。对在1200℃下经1000h的K与N型热电偶的正极进行显微结
构观察表明，K型热电偶的氧化层很厚，近lmm，而N型热电偶却几乎看不到氧化膜的生
长。又因K型热电偶负极中含有Mn，虽有调整热电势的作用，但却极大地影响了它的高
温稳定性。为此，N型热电偶中不再添加Mn，它的高温稳定性与使用寿命较K型热电偶
明显提高。
(2)N型热电偶在250～550℃范围内的短期热循环稳定性好。K型热电偶在250～
550℃范围内循环使用时，因其显微结构发生变化，形成短程有序结构(即所谓的K状态)，
致使其热电势不稳定，而N型热电偶能消除此种短期不稳定性。
(3)N型热电偶在250～550℃范围内抑制了磁性转变，不再出现热电势明显地不规则
变化。K型热电偶负极，约在170℃发生磁性转变，为此。对N型热电偶的负极合金成分
作了较大调整，基本上不含Mn、Al、Co等元素。Si含量也有较大提高，从而抑制了新型
合金的磁性转变，使其转变温度降到室温以下。因此，N型热电偶不会因磁性变化造成热
电势偏离分度表。
(4)在中子辐照环境下具有良好的稳定性。K型热电偶具有较好的耐辐照能力，而N型
热电偶在K型热电偶的基础上，又取消了易蜕变元素Mn、Vo等，因此，N型热电偶较K
型热电偶具有更好的耐核辐射的能力。
(5) 在400～1300℃范围内，N型热电偶的热电特性的线性比K型热电偶好。
2.应用
我国火电厂主蒸汽温度的测量大都采用K型热电偶作为一次元件，目前存在着测温精
度不高的问题。为了提高主蒸汽温度测量的准确性，用N型热电偶替换K型热电偶是一个
有效的技术措施。目前,N型热电偶已在火电厂主蒸汽温度测量中应用。N型热电偶具有热
电特性稳定，使用寿命长和非线性误差小等优点，提高主蒸汽温度测量的精度，满足了火
电机组运行规程的要求。在用N型热电偶测量主蒸汽温度成功应用的基础上，也可以用N
型热电偶测量过热器和汽缸等金属壁的温度。