[發(fā)明專利]一種傳感器匹配層材料及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410322450.2
• 申請(qǐng)日: 2014-07-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104064669A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃世峰;徐躍勝;徐東宇;王蕾;李超;程新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L41/18
• 分類號(hào): H01L41/18;H01L41/27
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 賈波

1.一種傳感器匹配層材料，其特征是：由質(zhì)量比為1:2.5～4的水泥和氮化硅組成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器匹配層材料，其特征是：所述水泥為普通硅酸鹽水泥或硫鋁酸鹽水泥。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器匹配層材料，其特征是：采用壓制成型法壓制成型，壓制壓力為30MPa～50MPa。

4.一種權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的傳感器匹配層材料的制備方法，其特征是包括以下步驟：

（1）將水泥與氮硅粉末按配比混合，過(guò)0.02mm的方孔篩，然后充分混合，再過(guò)篩2～3次；

（2）將步驟（1）混合好的物料加水造粒，得到粒徑為2.5～2.8mm的物料顆粒；

（3）將物料顆粒放入模具中，采用30MPa～50MPa的壓力壓制成型；

（4）將脫模后的樣品養(yǎng)護(hù)28天，即得傳感器匹配層材料。

5.一種壓電傳感器，其特征是：包括傳感元件、匹配層和封裝層，所述傳感元件為1-3型壓電復(fù)合材料，傳感元件的上、下表面均鍍有電極，在傳感元件的一個(gè)側(cè)面的下部也鍍有電極，位于側(cè)面的電極與下表面的電極接觸良好，與上表面的電極不接觸；所述傳感元件的上表面電極和側(cè)面電極上均焊接有導(dǎo)線；所述匹配層與傳感元件的下表面緊密連接，匹配層由權(quán)利要求1所述的傳感器匹配層材料經(jīng)壓制成型法壓制成型；所述封裝層與傳感元件的其他面緊密連接，封裝層為質(zhì)量比為1:1:1.5的環(huán)氧樹(shù)脂、水泥和鎢粉的混合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電傳感器，其特征是：所述匹配層和封裝層的表面覆有銀屏蔽層或銅鎳屏蔽層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電傳感器，其特征是：匹配層與傳感元件通過(guò)聚合物和水泥的混合物連接；封裝層通過(guò)澆注法與傳感元件連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓電傳感器，其特征是：傳感元件的上表面為正極，下表面為負(fù)極，所述電極為鎳電極或銀電極；匹配層的厚度為2mm，位于傳感元件上表面的封裝層的厚度為7mm。

9.一種壓電傳感器的制備方法，其特征是包括以下步驟：

（1）取尺寸為13mm×13mm×11mm的1-3型壓電復(fù)合材料，以其作為傳感元件，在其上表面鍍有電極，在其下表面也鍍有電極并且電極從下表面延伸到傳感元件的一個(gè)側(cè)面，保證側(cè)面的電極與下表面的電極接觸良好，與上表面的電極不接觸；另外，從上表面引出正極導(dǎo)線，從側(cè)面引出負(fù)極導(dǎo)線；

（2）取權(quán)利要求1的傳感器匹配層材料，采用壓制成型法壓制成型， 制得的匹配層尺寸為20mm×20mm×2mm；

（3）用聚合物和水泥的混合物將傳感元件的負(fù)極面與匹配層粘結(jié)在一起，然后放在干燥箱中養(yǎng)護(hù)，使傳感元件與匹配層緊密牢固結(jié)合；

（4）按照1:1:1.5的質(zhì)量比稱取環(huán)氧樹(shù)脂、水泥和鎢粉，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?duì)其進(jìn)行抽真空處理，直到?jīng)]有氣泡冒出為止，然后加入固化劑，再次攪拌均勻，進(jìn)行第二次抽真空處理；

（5）將固定匹配層后的傳感元件平整的固定在20mm×20mm×20mm的模具內(nèi)， 然后將步驟（4）的混合物澆注在模具內(nèi)，固化，對(duì)傳感元件的其他面進(jìn)行封裝，得到封裝層；

（6）封裝層固化后脫模，焊接BNC接頭，并在脫模后的傳感器表面均勻涂抹銀或銅鎳作為屏蔽層，得壓電傳感器。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征是：步驟（3）中，干燥溫度為40℃，時(shí)間為2h；步驟（5）中，在40℃固化4h。