[发明专利]一种耐高温高灵敏柔性碳化硅基温度传感器及制作方法

说明书

本发明公开了一种耐高温高灵敏柔性碳化硅基温度传感器及制作方法，包括编织复合增韧碳化硅纤维作为增韧碳化硅柔性纤维基底以及键合在增韧碳化硅柔性纤维基底正面的钨铼合金薄膜组成；钨铼合金薄膜通过热喷涂与钨铼合金丝相连，钨铼合金薄膜表面涂敷镧锶钴氧粉末。本发明基于热电效应，能在高温工况下，将温度以电信号的形式输出，并通过温度与输出电压的关系，实现温度的测量。另外其利用表面成膜技术，将结构微型化，并添加镧锶钴氧粉末作为保护层，有效的防止了高温下的变质失效，同时提升热电效应，通过增大热电信号提升灵敏度。采用增韧碳化硅柔性纤维，在保证高温工作的同时，保证整体柔性。

技术领域

本发明属于微型温度传感器芯片技术领域，具体涉及一种耐高温高灵敏柔性碳化硅基温度传感器及制作方法。

背景技术

早期的热电偶发明于1821年，在那之后热电偶温度传感器在蒸汽温度测量、对爆炸产物的热响应、供暖、测高温物体表面温度等领域中取得了很大的成功。它的结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等优点，使其成为标准化的测量设备。在这些传感器中，高温温度传感器在测量恶劣工况下的温度中具有重要地位，这种传感器在很多不同传感器配置中都取得了成就。

然而，要针对特殊工况，将其微型化，现在还没有成熟的办法，而基于MEMS技术的新型热电偶结构，是一个解决此问题的新发展方向。最近有基于这种结构特性提升的研究成果，例如使用镍铬合金薄膜和陶瓷的结合结构。虽然这些提议有一定效果，但仍旧没有解决在长时间高温下的温度测量问题。

传统的热电偶温度传感器一般以电偶丝为核心工作部件，工作温度高，但体积较大，难于应用于特别的工业需求之下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种耐高温高灵敏柔性碳化硅基温度传感器及制作方法，满足长时间高温下温度测量的同时，还兼具了微型化的特点，并保持柔性，解决了现有技术中存在的问题——提供耐高温高灵敏的温度传感效果同时，实现柔性安装。

本发明采用以下技术方案：

一种耐高温高灵敏柔性碳化硅基温度传感器，包括基底，基底上设置有钨铼合金薄膜，钨铼合金薄膜的表面涂敷有镧锶钴氧粉末，钨铼合金薄膜的两侧分别连接钨铼合金丝。

具体的，基底采用编织复合增韧碳化硅纤维材料制备而成，厚度为1mm±0.2mm。

具体的，钨铼合金薄膜采用感温材料制备而成，厚度为2μm±0.5μm。

进一步的，钨铼合金薄膜键合设置在基底的正面。

具体的，钨铼合金薄膜表面涂敷镧锶钴氧粉末的厚度为5μm±1μm。

本发明的另一个技术方案是，一种耐高温高灵敏柔性碳化硅基温度传感器的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用复合增韧碳化硅编织增韧碳化硅柔性纤维基底；

S2、采用磁控溅射在增韧碳化硅柔性纤维基底上沉积钨铼合金薄膜；

S3、采用热喷涂将钨铼合金薄膜与钨铼合金丝相连；

S4、钨铼合金薄膜表面涂敷镧锶钴氧粉末。

具体的，步骤S1中，编织增韧碳化硅柔性纤维线径为1mm±0.2mm，采用四十五度编制。

具体的，步骤S2中，制备功率为200W，真空度为1μTorr±0.2μTorr。

具体的，步骤S3中，热喷涂采用等离子弧喷涂，粒子速度在200m/s，钨铼合金丝的直径为3mm±0.2mm。

具体的，步骤S4中，采用丝网印刷涂敷镧锶钴氧粉末，镧锶钴氧粉的粒径为10μm±2μm。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：