[發(fā)明專利]一種陶瓷薄膜熱電偶及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410166255.5
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103900728B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔云先;安陽;趙家慧;郭立明
• 申請（專利權(quán)）人: 大連交通大學(xué)
• 主分類號: G01K7/04
• 分類號: G01K7/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 楊威,李洪福

1.一種陶瓷薄膜熱電偶的制備方法，其特征在于：所述陶瓷薄膜熱電偶包括熱電偶導(dǎo)電陶瓷薄膜，所述的熱電偶導(dǎo)電陶瓷薄膜包括陶瓷熱電極層，所述陶瓷熱電極層是由沿?zé)犭娕紝?dǎo)電陶瓷薄膜中心線呈鏡像對稱設(shè)置的熱電極一及熱電極二組成；且所述的熱電極一、熱電極二均包括用于實現(xiàn)熱電極間的熱接點搭接的搭接橫端、與引線連接的引線橫端以及用于連接搭接橫端及引線橫端的過渡豎部；其中熱電極一的搭接橫端與熱電極二的搭接橫端部分重疊搭接，構(gòu)成本熱電偶的熱接點；所述的熱電極一采用摻錫氧化銦——ITO陶瓷材料制備，所述的熱電極二采用摻鋁氧化鋅——AZO陶瓷材料制備；所述的陶瓷薄膜熱電偶還包括依次設(shè)置的基片層、過渡層、絕緣膜層、保護(hù)膜層；其中上述陶瓷熱電極層位于絕緣膜層、保護(hù)膜層之間；其具體制備步驟如下：

ⅰ、準(zhǔn)備工作，挑選基片并按照相應(yīng)的薄膜制備的要求，對基片表面打磨拋光，用粒度小于2.5μm的金剛石研磨膏拋光到鏡面，再分別放入丙酮、酒精和去離子水中，使用超聲波清洗，用氮氣吹干后將基片放入磁控濺射所用的固定夾具中；

ⅱ、采用磁控濺射工藝在基片表面沉積過渡層薄膜，沉積0.8～1μm厚的過渡層材料薄膜；

ⅲ、過渡層薄膜沉積完畢，固定夾具和基片不動，只更換濺射靶材和沉積參數(shù)，接著進(jìn)行氧化鋁絕緣膜層的沉積，沉積厚度為800nm；

ⅳ、絕緣膜層沉積完畢后，進(jìn)行功能膜——陶瓷熱電極的沉積：對熱電極一ITO薄膜進(jìn)行沉積，基片材料和固定夾具的相對位置不變，在其表面加蓋功能膜沉積所需的Z字型槽孔掩膜，通過該Z字形槽孔的掩膜，通過濺射得到相應(yīng)的熱電極一的結(jié)構(gòu)，然后將其固定到磁控濺射真空室內(nèi)，更換靶材和濺射參數(shù)后進(jìn)行熱電極一薄膜的沉積，沉積厚度為600nm，然后進(jìn)行熱電極二AZO薄膜的濺射，即待熱電極一ITO薄膜濺射完畢，更換靶材和濺射參數(shù)，基片材料和固定夾具的相對位置不變，在其表面加蓋功能膜沉積所需的Z字型槽孔掩膜，通過該Z字形槽孔的掩膜，通過濺射得到相應(yīng)的熱電極二的結(jié)構(gòu)，然后將其固定到磁控濺射真空室內(nèi)，進(jìn)行熱電極二薄膜的沉積，同時操作過程需要保證熱電極一及熱電極二通過沿?zé)犭娕紝?dǎo)電陶瓷薄膜中心線呈鏡像對稱設(shè)置形成陶瓷熱電極層，其中熱電極一的搭接橫端與熱電極二的搭接橫端部分重疊搭接連接形成熱電偶熱接點即測量端；ⅴ、功能膜沉積完畢，進(jìn)行引線粘結(jié)，采用DB5015銀粉導(dǎo)電膠，將銀粉導(dǎo)電膠的甲組份和乙組分按要求比例甲：乙＝3～3.5g:1ml配比調(diào)勻后，將引線一與熱電極一引腳粘結(jié)在一起，將引線二與熱電極二引腳粘結(jié)在一起；引線粘接完畢，將引線外加絕緣套管，然后再將制備的薄膜熱電偶整體放入真空室中進(jìn)行保護(hù)膜沉積，保護(hù)膜材料選用耐高溫陶瓷材料氮化鋁；保護(hù)膜沉積完畢將引線的絕緣套管摘除。