Abstract The thermal stability of PtO2 and dislocation density within Pt wire were investigated using differential scanning calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and X-ray diffraction (XRD) to understand and evaluate the stability of standard platinum resistance thermometer (SPRT), which is the interpolation instrument in the International Temperature Scale of 1990 (ITS-90). Through analyzing the thermal stability of PtO2, the results showed that PtO2 decomposition was closely related to the thermal process. PtO2 did not decompose below 500 °C in air but began to decompose into PtO and Pt above 550 °C. The decomposition rate of PtO2 was shown to be the fastest at 620 °C, but the decomposition was not necessarily complete at this temperature. The decomposition process of PtO and PtO2 further occurred from 800 °C to 850 °C. Through analyzing the thermal stability analysis of Pt wire dislocation, the results showed that the total dislocation density of platinum wire decreased exponentially with an increase in annealing time. After 100 h annealing, the dislocation density decreased from 1012 cm−2 to 1011 cm−2, and after 300 h annealing, the dislocation density tended to be stable. Twelve SPRTs recently made in NIM were annealed at 660 °C, the resistance changes of SPRTs at the triple point of water were similar to the trend of dislocation density with annealing time. Therefore, to reduce long-term downward drifts, it is recommended to anneal more than 300 h for new SPRTs before calibration.

中文翻译：

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PtO2 的热稳定性和 Pt 丝中位错的研究

摘要 使用差示扫描量热法 (DSC)、热重法 (TG)、X 射线光电子能谱 (XPS) 和 X 射线衍射 (XRD) 研究 PtO2 的热稳定性和 Pt 线内的位错密度，以了解和评估 Pt 线的稳定性。标准铂电阻温度计（SPRT），是1990年国际温标（ITS-90）中的插值仪器。通过分析PtO2的热稳定性，结果表明PtO2的分解与热过程密切相关。PtO2 在空气中低于 500°C 不分解，但在 550°C 以上开始分解成 PtO 和 Pt。PtO2 的分解速率在 620 °C 时最快，但在此温度下分解不一定完全。PtO 和 PtO2 的分解过程进一步发生在 800 °C 到 850 °C 之间。通过对铂丝位错热稳定性分析，结果表明铂丝的总位错密度随着退火时间的增加呈指数下降。退火 100 h 后，位错密度从 1012 cm-2 降低到 1011 cm-2，退火 300 h 后，位错密度趋于稳定。最近用 NIM 制造的 12 个 SPRT 在 660°C 下退火，SPRT 在水三相点的电阻变化与位错密度随退火时间的趋势相似。因此，为了减少长期向下漂移，建议在校准前对新 SPRT 进行 300 小时以上的退火。结果表明，随着退火时间的增加，铂丝的总位错密度呈指数下降。退火 100 h 后，位错密度从 1012 cm-2 降低到 1011 cm-2，退火 300 h 后，位错密度趋于稳定。最近用 NIM 制造的 12 个 SPRT 在 660°C 下退火，SPRT 在水三相点的电阻变化与位错密度随退火时间的趋势相似。因此，为了减少长期向下漂移，建议在校准前对新 SPRT 进行 300 小时以上的退火。结果表明，随着退火时间的增加，铂丝的总位错密度呈指数下降。退火 100 h 后，位错密度从 1012 cm-2 降低到 1011 cm-2，退火 300 h 后，位错密度趋于稳定。最近用 NIM 制造的 12 个 SPRT 在 660°C 下退火，SPRT 在水三相点的电阻变化与位错密度随退火时间的趋势相似。因此，为了减少长期向下漂移，建议在校准前对新 SPRT 进行 300 小时以上的退火。位错密度趋于稳定。最近用 NIM 制造的 12 个 SPRT 在 660°C 下退火，SPRT 在水三相点的电阻变化与位错密度随退火时间的趋势相似。因此，为了减少长期向下漂移，建议在校准前对新 SPRT 进行 300 小时以上的退火。位错密度趋于稳定。最近用 NIM 制造的 12 个 SPRT 在 660°C 下退火，SPRT 在水三相点的电阻变化与位错密度随退火时间的趋势相似。因此，为了减少长期向下漂移，建议在校准前对新 SPRT 进行 300 小时以上的退火。