[發明專利]一種多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201210369332.8
• 申請日: 2012-09-27
• 公開（公告）號: CN103698358A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 杜克勤;郭興華;郭泉忠;王勇;王福會
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;C04B38/00;C04B35/10
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器，其特征在于：該濕度傳感器包括高純鋁片、多孔Al₂O₃陶瓷膜、導電極及銅導線；所述高純鋁片作為中間層，鋁片的外表面覆有多孔Al₂O₃陶瓷膜，多孔Al₂O₃陶瓷膜的上下兩個表面分別鍍有導電薄膜作為導電極，銅導線通過銀漿與導電極連接；所述多孔Al₂O₃陶瓷膜為感濕介質層。

2.根據權利要求1所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器，其特征在于：所述高純鋁片純度為99.99％。

3.根據權利要求1所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器，其特征在于：所述Al₂O₃為α相，多孔Al₂O₃陶瓷膜厚度為15～30μm。

4.根據權利要求1所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器，其特征在于：所述導電極厚度為40～60nm導電極材料為金、釕、鈀或碳。

5.根據權利要求1-4任一所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）在高純鋁片表面，利用暫態自反饋微弧氧化法制備多孔Al₂O₃陶瓷膜；

（2）在多孔Al₂O₃陶瓷膜的兩個表面分別鍍一層導電薄膜作為導電極；

（3）利用銀漿分別在兩個導電極一角制作導電點，導電點再連接銅導線，從而得到多孔陶瓷Al₂O₃型濕度傳感器元件。

6.根據權利要求5所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器的制備方法，其特征在于：步驟（1）中暫態自反饋微弧氧化的控制工藝為：將高純鋁薄片置于含有電解液的不銹鋼槽體中，高純鋁作為工作電極，不銹鋼作為對電極構成電解回路；通過向電解回路施加帶有高頻載波的雙脈沖方波電壓，對高純鋁進行氧化處理，并控制電流密度0.2～20A/dm²，處理時間為30-200min，處理溫度不高于50℃。

7.根據權利要求6所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器的制備方法，其特征在于：所述的高頻載波的雙脈沖方波電壓為母體方波電壓和高頻載波方波電壓疊加而成；其中：母體方波電壓頻率為100～400Hz，正向電壓幅值為250-400V，脈寬為0.6ms，負向電壓幅值為450-700V，脈寬為0.4ms；高頻載波方波電壓幅值范圍為50-300V，高頻載波頻率范圍為2000-3000Hz。

8.根據權利要求6所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器的制備方法，其特征在于：所述電解液以水為溶劑，溶質為氫氧化鈉、硅酸鈉、硼酸鈉、釩酸鹽、硝酸鹽、十二烷基苯磺酸鹽、苯并三氮唑和蘋果酸鹽中的一種或幾種，溶質的總濃度為5～30g/L；控制電解液的pH為8-12。

9.根據權利要求5所述的多孔陶瓷氧化鋁型濕度傳感器的制備方法，其特征在于：步驟（1）之前對高純鋁片進行預處理，其預處理工藝為：高純鋁片在超聲波作用下采用丙酮除油15～20min，再將除油后的高純鋁片在1mol/L的NaOH水溶液中放置2~10min。