[发明专利]用于制备热电偶的印刷浆料、热电偶及其制备方法

说明书

本发明公开了用于制备热电偶的印刷浆料、热电偶及其制备方法。该印刷浆料包括金属粉末，其中，基于所述印刷浆料的总质量，所述金属粉末的含量为75～90wt％；所述金属粉末的粒径为8～50微米。由此，该印刷浆料的分散性好、附着力好、成本低；在用于制备热电偶时，印刷、固化性能优异；所形成的热电偶断线率低、测温精度高、灵敏度高、热响应速度快、稳定性能优异。

技术领域

本发明涉及测温技术领域，具体地，涉及用于制备热电偶的印刷浆料、热电偶及其制备方法。

背景技术

热电偶作为常用的测温元件，可以将温度信号转换为电动势信号，再通过二次仪表转换为温度。其基本原理是两种不同材料的导体结合在一起，形成闭合回路，如果在两个接触点存在温度梯度，则会在回路中存在一个与温差成单调关系的热电动势，这就是赛贝克效应。热电偶具备较高的测量精度和测温范围，并且制备简单，价格便宜，在温度测量领域得到了广泛的应用。其中，薄膜热电偶由于具有体积小、热容量小等优点成为近年来学者们研究的重点。薄膜热电偶不仅可以替代传统的的热电偶传感器，更适合在物体表面和小间隙场所瞬态变化温度的非入侵式测量，已经被广泛应用于涡轮机叶片、燃烧室壁面、飞行器表面、切削加工、爆炸等场合的瞬时温度检测。

然而，目前制备热电偶的印刷浆料、热电偶及其制备方法，仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人发现，目前制备薄膜热电偶的方法普遍存在着制备成本高、加工难度大、制备效率低等问题。发明人发现，这主要是由于目前制备薄膜热电偶的方法主要集中在真空蒸镀、真空溅射和离子束等物理气相沉积(PVD)方法。上述方法需要对环境抽真空，再将热电偶材料以原子的方式堆积在基材表面，故制备时间至少在2-4个小时以上，不仅加工难度大，制备成本高，而且其加工效率的提升空间有限。发明人发现，近年来，印刷电子技术越来越多地被应用于传统加工制造技术领域，在透明导电薄膜、太阳能电池、发光与显示器件以及高迁移率晶体管等方面的作用日益显现，该技术是传统刷印方法在电子器件制造领域的创新应用，通过印刷的方式将导电浆料或者导电油墨印刷在电路板表面，例如导电银浆、ITO均已被广泛应用于电子技术领域。发明人意外的发现，利用上述印刷电子技术制备热电偶，即利用传统印刷方式将浆料化的热电偶材料制备成热电偶，不仅可以大幅度降低制成品的成本，还可以大幅度提高其制备速度和制备的稳定性。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种用于制备热电偶的印刷浆料。该印刷浆料包括金属粉末；其中，基于所述印刷浆料的总质量，所述金属粉末的含量为75～90wt％；所述金属粉末的粒径为8～50微米。由此，该印刷浆料的分散性好、附着力好、成本低；在用于制备热电偶时，印刷、固化性能优异；所形成的热电偶断线率低、测温精度高、灵敏度高、热响应速度快、稳定性能优异。

根据本发明的实施例，所述金属粉末包括镍、银、铜、Pt₉₀Rh₁₀、Pt₈₇Rh₁₃、Pt₇₀Rh₃₀、Ni₉₀Cr₁₀、Pt₉₄Rh₆、铂、Ni₉₇Si₃、Ni₉₇Al₃、Cu₅₅Ni₄₅和Ni_94.5Si_4.5Mg中的至少之一。由此，可以进一步提升印刷浆料的性能，制备得到的热电偶断线率低、测温精度高、灵敏度高、热响应速度快、稳定性能优异。