[发明专利]一种聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD及其制备方法在审

专利信息
申请号: 201911309009.X 申请日: 2019-12-18
公开(公告)号: CN110954234A 公开(公告)日: 2020-04-03
发明(设计)人: 孙道恒;崔在甫;周排弟;李鑫;周颖锋;李雅莉;何功汉;陈沁楠 申请(专利权)人: 厦门大学
主分类号: G01K7/16 分类号: G01K7/16;C04B35/58;C04B35/622;C04B35/634
代理公司: 厦门市精诚新创知识产权代理有限公司 35218 代理人: 黄斌
地址: 361000 *** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 一种 聚合物 前驱 陶瓷 薄膜 rtd 及其 制备 方法
【说明书】:

发明涉及一种聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD及其制备方法,聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD包括基底、位于基底上的陶瓷薄膜敏感元件、由陶瓷薄膜敏感元件引出的第一引线焊点、第二引线焊点,以及分别第一引线焊点、第二引线焊点连接的第一引线和第二引线,所述陶瓷薄膜敏感元件由掺有纳米铝粉、纳米二硼化钛、纳米二硼化锆的至少一种前驱体陶瓷薄膜制成,所述第一引线、第二引线与第一引线焊点和第二引线焊点的连接都是通过银浆烧结来实现的,以解决现有的陶瓷薄膜RTD工作温度有限以及制备复杂的问题。

技术领域

本发明涉及陶瓷薄膜温度传感器领域,具体是涉及一种聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD及其制备方法。

背景技术

随着航空航天的发展,高温测量的要求越来越高。航空发动机的高温部件涡轮叶片、高压压气机、燃烧室等的温度超过1650℃,高速飞行的飞机的机翼前缘、头锥、机身迎风面等部位的温度也超过了1000℃。准确测量航空飞行器的高温部件的温度对于航空部件的设计和维护有重要意义。

薄膜RTD(电阻式温度检测器)响应速度快,能够沉积在被测对象表面,不影响被测结构和周围环境。目前薄膜温度计大多为薄膜热电偶,薄膜RTD相对薄膜热电偶结构简单,易于制作。通常薄膜RTD一般采用铂等耐高温金属采用磁控溅射制成,然而工艺复杂、工作的温度有限,需要研制一种耐高温、性能稳定的新型薄膜RTD。

聚合物前驱体陶瓷的前驱体一般是液体,可以通过微喷印、丝网印刷等方法制作成聚合物薄膜,然后经过加热固化、交联、热解得到聚合物前驱体陶瓷薄膜。聚合物前驱体陶瓷为半导体,其电阻随着温度升高而降低,呈一定的函数关系,有人采用块状前驱体陶瓷SiAlCN制作了RTD(Zhao Ran,Shao Gang,Cao Yejie,et al.Temperature sensor made ofpolymer-derived ceramics for high-temperature applications[J].Sensors&Actuators A Physical,2014,219:58-64.),测试到了830℃。也有人采用丝网印刷+光刻的方法SiCN掺入微米的铝粉和二硼化钛制作了厚膜RTD(200μm左右),但只测试到了300℃(Jung Sunghoon.Fabrication and characterization of heat flux sensor usingpolymer derived ceramics[D].U.S.:University of Missouri,2011.)。

发明内容

本发明旨在提供一种聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD,以解决现有的陶瓷薄膜RTD工作温度有限的问题。

具体方案如下:

一种聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD,包括基底、位于基底上的陶瓷薄膜敏感元件、由陶瓷薄膜敏感元件引出的第一引线焊点、第二引线焊点,以及分别第一引线焊点、第二引线焊点连接的第一引线和第二引线,所述陶瓷薄膜敏感元件由掺有纳米铝粉、纳米二硼化钛、纳米二硼化锆的至少一种前驱体陶瓷薄膜制成,所述第一引线、第二引线与第一引线焊点和第二引线焊点的连接都是通过银浆烧结来实现的。

进一步的,所述前驱体陶瓷薄膜由掺有纳米铝粉、纳米二硼化钛、纳米二硼化锆的至少一种的前驱体液热解形成。

进一步的,所述前驱体液为SiCN、SiAlCN、SiBCN的前驱体液中的一种。

进一步的,所述第一引线、第二引线均为直径为0.1~0.2mm的铂丝。

本发明提供的聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD与现有技术相比较具有以下优点:本实施例提供的聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD具有良好的耐温性能,而且在其工作温度范围(25℃~850℃)内性能稳定,并且通过掺入纳米铝粉、纳米二硼化钛、纳米二硼化锆等微粒,大大减小了前驱体液在热分解过程中的收缩率。

本发明还提供了一种聚合物前驱体陶瓷薄膜RTD的制备方法,包括以下步骤:

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