無錫市興洲(zhōu)儀器儀表(biǎo)有限(xiàn)公司(sī)

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陶(táo)瓷(cí)傳感(gǎn)器的(de)工藝原理(lǐ)
點擊次數:3661 更新(xīn)時間(jiān):2007-11-30
陶瓷 傳感(gǎn)器 的工藝原(yuán)理

  在陶(táo)瓷 傳(chuán)感器(qì) 的生(shēng)産過程中采(cǎi)用(yòng)了一些可(kě)靠的(de)工藝方(fāng)法,這些(xiē)工藝(yì)也被(bèi)用于(yú)制備其他陶瓷(cí)材料,例如(rú)壓電(diàn)陶瓷(cí)、鐵(tiě)電陶瓷(cí)、絕緣體陶(táo)瓷等。以制(zhì)備開始時(shí)使(shǐ)用的(de)原始材料爲标準可(kě)将工藝技術分爲(wèi)二個基(jī)本類型(xíng):常規(固體、傳統規(guī)格、固相(xiàng)物、氧(yǎng)化物)陶瓷工藝和非常(cháng)規(化學)方法(fǎ)。

1常規陶瓷(cí)工藝(yì)

  用(yòng)常規陶(táo)瓷工藝生(shēng)産的原始材料是氧(yǎng)化物(例如al2 o3 ,tio2 ,zno,sno2 ,bao,sro或coo),或(huò)是碳(tàn)酸化合物(例如(rú)baco3 ,srco3 ,na2 co3 或mnco3 )。其(qí)制造(zào)過(guò)程(chéng)的流程框(kuàng)圖示于(yú)圖1。

圖1常(cháng)規陶(táo)瓷工藝操(cāo)作流程(chéng)框圖

1.1決(jué)定組成成(chéng)份

  工藝的(de)開始(shǐ),首先(xiān)要決定陶瓷的(de)化學組成(chéng),包括(kuò)可能的摻(chān)雜雜質。

  原始材料的(de)選(xuǎn)用(yòng),是氧化物(wù)還是碳酸鹽(yán),取(qǔ)決于(yú)其化(huà)學成(chéng)份。如果(guǒ)陶(táo)瓷中(zhōng)應含有(yǒu)氧化鋇(bèi)或氧化(huà)锶,那麽(me)推薦(jiàn)選用(yòng)它(tā)們的碳酸(suān)化(huà)合物(wù)。堿性氧化物也被用(yòng)來生(shēng)成碳酸化合物。在其(qí)他一(yī)些(xiē)情況時(shí),除少數例外外(wài),zui初的未(wèi)加工材(cái)料均選擇氧化(huà)物。

1.2計算組(zǔ)成和(hé)成份稱重

  以化(huà)學成份(fèn)和原始材料爲基礎,計(jì)算每種組(zǔ)成的(de)用(yòng)量(liàng),并按重量(liàng)稱出來,要(yào)求精度至少達到0.01%~0.1%。

1.3混合和研磨(mó)

  混合(hé)和研(yán)磨的目的是爲獲得均勻(yún)性好(hǎo)和分(fèn)散(sàn)精(jīng)細的原(yuán)始(shǐ)材料混合(hé)物(wù)。這通常(cháng)在球磨機(jī)或滾(gǔn)磨(mó)機中進行。在(zài)需要細(xì)顆(kē)粒陶(táo)瓷,例如用于 傳感器 的(de)陶瓷時(shí),研磨(mó)罐和球都(dōu)用硬質材料制(zhì)成,例如瑪(mǎ)瑙、sic、zro2。氧(yǎng)化物粉(fěn)的(de)顆粒(lì)不應超過5μm。這個(gè)工序還有另一(yī)個效(xiào)應(yīng)—初始材(cái)料的化學反應能力(lì)增加。通常(cháng),工藝過(guò)程在液體介質中進行(háng)—zui常用(yòng)的是淨化(huà)水。

1.4脫(tuō)水(shuǐ)和烘幹

  脫水(shuǐ)的(de)任務是(shì)排除水分,然後制取(qǔ)幹燥的混(hùn)合(hé)物。這是通過(guò)過濾(lǜ)和(hé)在烘幹爐中(zhōng)幹燥(zào)後完(wán)成的。

1.5顆粒成形

  把粉末狀混合(hé)物制成(chéng)具有一定大小和可塑(sù)性的顆粒(lì)。在混合物中(zhōng)添加一(yī)些專(zhuān)門的增塑(sù)劑(例如pvc、石臘),以(yǐ)增加(jiā)微粒間的粘結(jié)能力(lì)。

1.6壓制(zhì)

  在特(tè)制的(de)模子(zǐ)中制(zhì)成圓柱狀(zhuàng)的團塊(kuài)。在上一(yī)工序顆粒成形過程中加(jiā)入的增塑劑(jì)應(yīng)是具(jù)有機械加工穩(wěn)定(dìng)性(xìng)的。 1.7焙燒

  這(zhè)道工(gōng)序是在相(xiàng)對來說較低的(de)溫度(600~1 200℃)條件(jiàn)下進(jìn)行的。在(zài)這個工(gōng)藝周期(qī)中要完(wán)成材料的固相(xiàng)化學反應(yīng),從而(ér)生成zui終(zhōng)的化合(hé)物。舉例(lì)來說,在生産batio3陶瓷(cí)時,取(qǔ)決于所使用(yòng)的(de)原始材料,反應(yīng)是

bao+tio2 =batio3

baco3 +tio2 =batio3 +co2 (2.33)

  如果(guǒ)zui終(zhōng)産物是那(nà)些原(yuán)始材(cái)料的化合(hé)物時(shí),這道(dào)工序是*的(de)。在另一些情況下,此工序也是(shì)有益的,因(yīn)爲通過焙燒可以得(dé)到均(jun1)一性更好(hǎo)的陶瓷。

1.8粉(fěn)碎團(tuán)塊和研(yán)磨

  将焙燒後(hòu)結(jié)成的團(tuán)塊粉碎(suì)成(chéng)大小(xiǎo)爲幾毫米的小(xiǎo)塊,然後按節1.3的(de)辦法進一步研(yán)磨。 1.9脫(tuō)水和烘幹

此工序與節1.4的(de)相同。

2.3.1.10顆粒成形(xíng)

重複節1.5所述工(gōng)序

1.11成形

  類似節(jiē)1.6所述(shù)工序,将材(cái)料壓制成(chéng)圓片(piàn),圓片(piàn)的大小根(gēn)據其使用(yòng)的要(yào)求。對(duì) 傳(chuán)感器 而(ér)言,圓片的直徑一般(bān)爲5~15mm,厚度則(zé)在1~2mm間。

1.12陶瓷的燒(shāo)結

  這(zhè)是zui重(zhòng)要的(de)工序(xù)之一(yī),因爲在此過(guò)程中形成(chéng)了陶瓷的結構。燒(shāo)結溫度ts,對(duì)每一種陶(táo)瓷材(cái)料來(lái)說都是特定的,圓片要在(zài)這個(gè)溫度(dù)中保(bǎo)溫30min到十幾個小時。在燒結(jié)過程(chéng)中伴随發生一(yī)些原子從某些(xiē)晶粒中擴(kuò)散到(dào)另一些晶(jīng)粒中(zhōng)去的(de)過程(chéng)。大晶(jīng)粒并吞(tūn)小晶粒(lì),所以生長(zhǎng)得更(gèng)大,因而陶瓷也(yě)變得(dé)更密實。同(tóng)時,晶體表面和(hé)晶粒間界(jiè)的性(xìng)質也(yě)開始定型。這道(dào)工(gōng)序(xù)一般(bān)是在空(kōng)氣介質(zhì)中進行的(de),在一(yī)些特殊情況下(xià)有選用還原性(xìng)、氧化(huà)性或惰性(xìng)氣體(tǐ)氣氛(fēn)的(de)。随後,圓片(piàn)慢慢冷(lěng)卻,以防(fáng)止(zhǐ)在圓(yuán)片中産(chǎn)生很高(gāo)的(de)機(jī)械(xiè)應力。

1.13機(jī)械加(jiā)工(gōng)

  機械(xiè)加(jiā)工包(bāo)括(kuò)把(bǎ)燒結(jié)好的圓片切割(gē)成小塊(kuài)(如果需(xū)要的話),打(dǎ)磨和(hé)清潔表(biǎo)面(miàn)以去(qù)除沾(zhān)污物。

1.14裝配(pèi)導電電極

  陶瓷(cí) 傳感器 有作出(chū)電學反(fǎn)應的能(néng)力,因(yīn)此(cǐ)在(zài)它(tā)的(de)結構中至(zhì)少應(yīng)有二(èr)個導電電極以(yǐ)構成一個(gè)系統。在陶(táo)瓷 傳(chuán)感器 工藝(yì)技(jì)術中采用二(èr)種方法制造電極:真(zhēn)空沉(chén)積(jī)和(hé)厚膜(mó)工藝(yì)。對(duì)電極的(de)要求(qiú)和厚膜技(jì)術将(jiāng)在節(jiē)以後更詳細(xì)地讨論(lùn)。

1.15參數的檢測

  所(suǒ)生産(chǎn)陶瓷參數(shù)的測量是(shì)結合(hé)它的(de)應用(yòng)需要(yào)進行(háng)的。這樣做(zuò)是爲了證明特定的陶瓷配方(fāng)和生産工藝條件的(de)效果(guǒ)。

1.16封裝(zhuāng)和打标(biāo)記

  這樣生産出來的敏感元(yuán)件封裝在(zài)框架上,框架的(de)構造(zào)由 傳(chuán)感器 的類型(xíng)和工作條件(jiàn)決(jué)定(dìng)。正因(yīn)爲(wèi)如此,封(fēng)裝問(wèn)題需(xū)要針對(duì)每(měi)種 傳(chuán)感器(qì) 分别(bié)讨論(lùn)。在(zài)封裝盒上标(biāo)記了一些(xiē)特别的文字和(hé)數字符号(hào),它們(men)标識(shí)了(le) 傳(chuán)感器(qì) 的類型。那些符(fú)号則(zé)因各個 傳(chuán)感器 生産(chǎn)企業(yè)不同(tóng)而有所不(bú)同。 1.17常(cháng)規陶瓷工藝的優缺點

  常(cháng)規工藝的主要(yào)優點是:設備易(yì)得性(xìng)和價格便宜;工藝的易操作性(xìng);初始材料(liào)普通、價廉;既可(kě)小批量制(zhì)造,也(yě)可适(shì)應大(dà)規模(mó)生産。但另一方面,它也有一些(xiē)嚴重的(de)缺點,限(xiàn)制了它(tā)在(zài)生産(chǎn)諸如 傳感器(qì) 陶(táo)瓷等(děng)那種精密(mì)陶瓷中(zhōng)的應用。标準陶瓷工藝(yì)不可能制(zhì)出高均一性(xìng)的陶瓷(cí),不可能獲(huò)得低(dī)含量(liàng)成分的均(jun1)勻分布,因爲其均(jun1)一性隻能達(dá)到原始(shǐ)材料(liào)粉(fěn)末粒子大小的(de)水平。當雜(zá)質含(hán)量低(dī)于(yú)1mol%時,這個(gè)缺點明顯地嚴(yán)重起(qǐ)來,因(yīn)而在(zài)同一工藝批量(liàng)中, 傳(chuán)感器 的參數可能(néng)在(zài)一個(gè)很大範(fàn)圍(wéi)内波(bō)動。标準工(gōng)藝的(de)另一個缺點是(shì)氧化物的(de)低反(fǎn)應能(néng)力,這(zhè)是起(qǐ)始材料粉末顆粒晶體結構的(de)完整性和穩定(dìng)性導緻(zhì)的結果(guǒ)。這就(jiù)被迫(pò)采用高溫(wēn)焙燒(shāo)和長(zhǎng)時間的焙(bèi)燒保(bǎo)溫。上述(shù)的(de)缺點(diǎn)可以(yǐ)用(yòng)所謂的(de)非常(cháng)規工藝來(lái)克服。 2 傳感器 陶(táo)瓷工(gōng)藝(yì)的非(fēi)常(cháng)規方法

  非(fēi)常規方法(fǎ)的zui終結果(guǒ)應是制出(chū)高度(dù)均勻(yún)分(fèn)散的、具(jù)有強反應能力的粉狀(zhuàng)混(hùn)合物(wù)。根據原始(shǐ)材料的起始相,非常規方法分爲三種基本類型:溶(róng)解技術;氣相技術和(hé)鹽類(lèi)分解(jiě)。

2.1溶解技術(shù)

  這類(lèi)技術在(zài) 傳感器(qì) 陶瓷中應(yīng)用zui廣。它适合(hé)于多成(chéng)份陶瓷材(cái)料。工藝的(de)起始點包(bāo)括(kuò)各種酸(suān)性物(wù)的水溶性(xìng)鹽—硝(xiāo)酸的(de)、鹽酸(suān)的、硫酸的(de)、草酸的、乙酸的(de)等。鹽類在水中(zhōng)溶解(jiě),并在(zài)分子級的水(shuǐ)平(píng)上混(hùn)合,但(dàn)它們(men)必須是能共溶的。然(rán)後除去溶(róng)劑。根(gēn)據其處理過程(chéng),可(kě)以分爲(wèi)三種溶解(jiě)技術(shù):溶劑(jì)蒸(zhēng)發(fā);沉積(jī)-過濾;溶劑(jì)的提(tí)取-過濾。

  溶劑的(de)蒸發:zui簡單的情(qíng)況是,使(shǐ)溶(róng)劑慢(màn)慢蒸(zhēng)發(fā),但制得的混(hùn)合物是非(fēi)均質的(de),因(yīn)爲在蒸發(fā)過程(chéng)中鹽(yán)有不同的解析度。由于(yú)這個原(yuán)因,所以把溶液離散(sàn)成小(xiǎo)水滴(dī),小水滴的蒸(zhēng)發很快,因而均勻(yún)性得以(yǐ)保持。也可以(yǐ)使(shǐ)制成的(de)小液滴很快冷(lěng)凍,随(suí)後借(jiè)助升(shēng)華将溶(róng)劑(jì)從固(gù)相物中分離出(chū)來。

  沉(chén)積-過(guò)濾:将(jiāng)适當數量的液(yè)态沉(chén)積劑添加(jiā)到主要含(hán)有陽離子的混(hùn)合物(wù)溶液中去,原始(shǐ)的(de)溶液和沉積(jī)劑發生化學(xué)反(fǎn)應,結(jié)果生成所期望的陶瓷化(huà)學成分,并(bìng)以細(xì)粉粒(lì)的形(xíng)态沉(chén)降。此法(fǎ)被用(yòng)于(yú)制備(bèi)單種(zhǒng)和複(fú)合氧化物、固溶(róng)體、ntc熱(rè)敏電(diàn)阻、ptc熱(rè)敏電(diàn)阻(zǔ)、鐵氧體(tǐ)等。沉積(jī)之後,進(jìn)行過濾以(yǐ)分離出粉粒(lì)體。

  溶液的提取(qǔ)-過濾:采(cǎi)用兩種方法-鹽(yán)析和溶膠—凝膠(jiāo)。采用(yòng)*種方法時(shí),在鹽溶液中加(jiā)入脫水劑,例如(rú)丙酮,水溶液在丙酮中(zhōng)被氣溶(róng),這樣,鹽類化合(hé)物從水中*分離(lí)出來(lái)。這個(gè)過程很慢,因(yīn)此使用(yòng)有限(xiàn)。現實中使用較(jiào)多的(de)是第(dì)二種方法。當起始溶(róng)液中含有(yǒu)帶(dài)烴基(jī)類(lèi)的金(jīn)屬化合物(烴氧(yǎng)基金屬)時(shí),由于(yú)與水的相互作用就會生成金屬(shǔ)聚(jù)合物(wù)。在脫(tuō)水有(yǒu)機溶(róng)劑(jì)中(zhōng),金屬聚合物溶解,從而生成金屬-聚(jù)合物凝膠(jiāo)。在另(lìng)一些(xiē)情況(kuàng)時,起(qǐ)始材料包含金屬鹽的溶液和(hé)氫(qīng)氧(yǎng)化合物,把它們混合(hé)時,可以(yǐ)制取到(dào)金屬的氫氧化(huà)合物(wù)懸浮(fú)體凝(níng)膠。之後用過濾分離(lí)掉氫氧化(huà)合物或聚合物(wù)。 溶解技(jì)術可以和常規陶瓷工(gōng)藝結(jié)合起來利(lì)用。大多數溶解(jiě)技術(shù)的zui後工序(xù)是熱解鹽(yán)類化合物(wù)、聚(jù)合(hé)物或氫氧(yǎng)化(huà)合物,使之轉化爲氧化(huà)物。在複合(hé)氧化物時,在其熱(rè)解(jiě)過程的(de)同(tóng)時,進行化合(hé)物(wù)的固(gù)相合成(chéng)。這(zhè)種方(fāng)法(fǎ)制得的粉末(mò)粒子和氧化物間的化學(xué)反應(yīng)相比,具(jù)有(yǒu)很高的反(fǎn)應能力,因(yīn)而其固(gù)相反應(yīng)可以在較低的(de)溫度中進(jìn)行。zui後(hòu)的工藝過程與(yǔ)節1.7所述的标準陶(táo)瓷工藝中的(de)焙燒過程(chéng)相(xiàng)同。這之後,工(gōng)藝操(cāo)作按節(jiē)1.8到(dào)1.17所述的内(nèi)容和(hé)程序(xù)繼續。如果應用(yòng)沉積(jī)法(fǎ)可以(yǐ)直(zhí)接制取與(yǔ)陶瓷(cí)組成成(chéng)分相符(fú)的粉(fěn)末(mò)狀合成材料的話,那麽(me)随後的工(gōng)藝過程從節1.10開始按(àn)序操作。

2.2氣相技(jì)術

  在(zài)氣相狀态(tài)中的化學(xué)反應(yīng)也可(kě)能産生粉(fěn)末狀(zhuàng)的氧化物(wù)。它具有(yǒu)高純、強(qiáng)反應(yīng)能力的特點

  因(yīn)而(ér)在常規(guī)陶瓷工藝中被用于制備(bèi)zui初的原始材料。

2.3鹽析(xī)

  工藝(yì)的起始點(diǎn)中包(bāo)含(hán)某(mǒu)些鹽(yán)類,例(lì)如在(zài)溶解技術中生(shēng)成的(de)。它們(men)被熱解成(chéng)具有很(hěn)強反應(yīng)能力(lì)的(de)氧化物(wù),并被用(yòng)作常規工藝中的zui初原(yuán)始材料。

3含(hán)有有機成(chéng)分的合成(chéng)材料制備工藝

  合成陶(táo)瓷的成(chéng)分中隻有無機材料時,按上述(shù)工藝中的一種(zhǒng)制取。有機(jī)成分(fèn)通常是聚合物(wù)或環氧樹(shù)脂。聚(jù)合物溶解在相(xiàng)當的(de)有機溶劑(jì)中(zhōng),并(bìng)和需要量(liàng)的氧化物粉粒混合,粉粒(lì)應是經過篩選的、有(yǒu)一定(dìng)大小的。将(jiāng)混合液搖勻,然(rán)後倒入金(jīn)屬模(mó)具中。溶劑(jì)揮發(fā)掉後,制成的物體很容易(yì)從模(mó)具中取(qǔ)出(chū)。再用化學(xué)方法,或用(yòng)真空沉積(jī)的辦法制(zhì)造(zào)電(diàn)極。如(rú)果有(yǒu)機成(chéng)分選用的是(shì)環(huán)氧樹(shù)脂,其工(gōng)藝(yì)過程與上述的(de)也沒(méi)有原則(zé)性的不(bú)同。材料的(de)搖勻(yún)可以在較高溫(wēn)度的(de)條件下操作。将混(hùn)合(hé)物灌入模(mó)子之後,進(jìn)行熱處理,以加速樹脂的聚合(hé)過程。

4 傳(chuán)感器 生(shēng)産中(zhōng)的厚膜技(jì)術

  厚度(dù)爲10~100μm的多(duō)晶膜已被用來(lái)制作 傳感(gǎn)器 。它(tā)們的結(jié)構與(yǔ)陶(táo)瓷的(de)結構相類(lèi)似,因(yīn)而把它們歸爲陶瓷膜。制(zhì)備這些被稱爲(wèi)厚膜的工藝(yì)與陶瓷工藝(yì)有許(xǔ)多共(gòng)同(tóng)之處,但(dàn)也有(yǒu)一些(xiē)不同(tóng)。原則上,每一種(zhǒng) 傳感(gǎn)器(qì) 陶(táo)瓷都(dōu)可以(yǐ)做成(chéng)厚膜形式的(de)。厚膜中(zhōng)生成(chéng)的孔隙将(jiāng)成(chéng)爲制成的 傳(chuán)感器 的活性(xìng)媒(méi)體。與(yǔ)整塊陶瓷(cí)制成的(de) 傳感器(qì) 相比,用厚膜工藝有可能(néng)制出(chū)具有(yǒu)較快響應(yīng)時間的(de) 傳(chuán)感器(qì) ,同時厚膜的重(zhòng)量也比整塊 傳(chuán)感器 的(de)輕。由于(yú)這些(xiē)原(yuán)因(yīn),對厚膜 傳感器(qì) 的興(xìng)趣與日俱(jù)增。厚膜工(gōng)藝稱之爲(wèi)絲網印刷,它的(de)發展(zhǎn)已很(hěn)成熟(shú),并已(yǐ)在工程技術的不(bú)同領域(yù)中得(dé)到了(le)應用,例如在生産厚(hòu)膜混合(hé)集(jí)成(chéng)電路中(zhōng)。 厚膜工藝技術(shù)的(de)起(qǐ)始材料是(shì)那種稱之(zhī)爲漿(jiāng)料(liào)的(de)材料(liào),它們(men)被印刷(shuā)到(dào)陶瓷片上(shàng),陶瓷(cí)片稱爲(wèi)基闆。zui常(cháng)見的基(jī)闆是用(yòng)al2o3制成的。

4.1厚膜工(gōng)藝用(yòng)的漿料(liào)

  任何一種(zhǒng)用(yòng)于制(zhì)備厚膜的漿料都包(bāo)含三種成份:基本(běn)成(chéng)份;粘(zhān)結劑;膠合(hé)相。

  基(jī)本成份決(jué)定了(le)厚膜(mó)的(de)性質,因(yīn)而它是(shì)按設定(dìng)的要求選用的(de),根據(jù)這些基本成份的性質,漿(jiāng)料有(yǒu)絕緣(yuán)性的、半導體(tǐ)和導電(diàn)性的。但不(bú)管那種情(qíng)況都是使用粉末狀材料(liào),其顆(kē)粒大小不(bú)應超過5μm。對絕緣(yuán)體和半導體漿(jiāng)料來說(shuō),所用的粉狀材(cái)料(liào)采用節2.3.1和(hé)2.3.2中(zhōng)讨論的(de)一些(xiē)方法制取(qǔ)。金屬粉末用化(huà)學方法制備,或者利用一些高電導(dǎo)性(xìng)氧化物制造(zào)導電性漿(jiāng)料。 粘結劑(jì)起的(de)是粘結作用(yòng),并(bìng)保證(zhèng)厚膜(mó)與其(qí)載體基闆之間有足(zú)夠(gòu)的親合性(xìng)。粘(zhān)結劑實際(jì)上是(shì)某種(zhǒng)很容(róng)易融化的(de),以bi2 o3 、pbo、cdo和sio2 等氧(yǎng)化物爲基(jī)質的(de)活性玻璃。zui常用(yòng)的一種粘(zhān)結劑含有(yǒu)重(zhòng)量比爲1的硼(péng)酸鹽(yán)-矽酸鹽(yán)玻璃和(hé)按重量比(bǐ)爲2的(de)bi2 o3 。基本(běn)成份和粘(zhān)合劑(jì)間的比例(lì)一般(bān)從15:1到(dào)20:1。

  膠合(hé)相材料爲漿料(liào)提供可塑能力,并(bìng)在熱處理之(zhī)前保(bǎo)障厚膜(mó)在(zài)基闆上有(yǒu)足夠的粘(zhān)着力。膠合(hé)相是一種包含(hán)多種(zhǒng)有機物的混合物,以(yǐ)此提(tí)高粘附力(lì)。它的(de)構成物約占整(zhěng)個漿(jiāng)料重量的25%。

  漿料經混(hùn)合,并(bìng)使其中(zhōng)成(chéng)份達(dá)到很高的均一(yī)性,以作(zuò)後(hòu)用。

4.2厚(hòu)膜工藝

  清洗基(jī)闆(pǎn),除去機械和有機的沾(zhān)污物(wù)。使用噴管、通過絲網将(jiāng)漿料印(yìn)刷在表面(miàn)上。随(suí)後烘幹(gàn)已(yǐ)塗覆(fù)的膜(mó),以去(qù)除含在粘(zhān)合(hé)漿(jiāng)料中(zhōng)的有(yǒu)機溶劑,随(suí)即按制定(dìng)的規(guī)範升溫(wēn),直(zhí)到漿料的(de)燒結(jié)溫(wēn)度,然後在(zài)此(cǐ)溫度中保溫(wēn)一定的(de)時間。這樣(yàng),厚膜的(de)結構(gòu)形成了(le),并且它與基(jī)闆的結(jié)合也(yě)牢固了。在(zài)燒結溫度(dù)中,粘結劑處于(yú)融化的狀态,從(cóng)而與(yǔ)基闆牢固(gù)地相結合。另一方面,它也(yě)加速(sù)了厚膜(mó)的(de)形成(chéng)過程,并在一定(dìng)程度(dù)上(shàng)将陶瓷(cí)晶粒(lì)凝固(gù)在一(yī)起。粘結(jié)劑進入(rù)到了厚膜的成(chéng)份中,因此有時會使 傳感器 的(de)參數惡化(huà),因爲它增加了 傳感(gǎn)器 的阻抗。漿料(liào)在空(kōng)氣(qì)介質中(zhōng)燒結,溫(wēn)度(dù)在400~1 200℃之(zhī)間,燒結溫(wēn)度取(qǔ)決于它的成份(fèn)組成(chéng)。燒(shāo)結好的(de)膜應緩慢冷卻(què),

  防止在(zài)其(qí)體内(nèi)産生(shēng)機(jī)械應力(lì)。

4.3用于陶(táo)瓷 傳感(gǎn)器 電(diàn)極制造的導電漿(jiāng)料

  對 傳(chuán)感器(qì) 的正(zhèng)常工(gōng)作來(lái)說,它(tā)的導(dǎo)電電(diàn)極應(yīng)該滿(mǎn)足下(xià)述要求:

 具(jù)有多孔結構(對氣敏和濕(shī)敏 傳(chuán)感器 而言(yán));

 低阻(zǔ)抗;

 在陶瓷表面(miàn)粘結(jié)良(liáng)好(hǎo);

 在它(tā)之上(shàng)可焊接引(yǐn)出線;

 與陶瓷不(bú)發生(shēng)化學性互(hù)作用;

 熱(rè)穩定;

 化學性能穩(wěn)定。

  貴(guì)金屬(shǔ)可以滿足(zú)這些(xiē)要求(qiú),如au、pt、pd或(huò)ag,因此導電(diàn)漿料(liào)以它們爲(wèi)基材(cái)制成。已知(zhī)有兩(liǎng)類(lèi)漿料(liào):單成分(fèn)漿料(以金和(hé)銀爲基材);雙(shuāng)成分漿料(以ag-pd、au-pt、au-pd體系爲基材(cái))。銀漿料的(de)燒結(jié)溫度zui低(760℃以(yǐ)下),但銀(yín)與其他(tā)金屬相比穩定性較(jiào)差。在(zài)腐蝕(shí)性環境中,應用(yòng)雙成份漿料,它(tā)們的燒結(jié)溫度(dù)達到1000℃。

  一(yī)些導電(diàn)性氧(yǎng)化物厚膜(mó),例如(rú)pdo2 ,sno2 ,in2 o3 ,tio3 ,也(yě)用作高溫電(diàn)極材料。另(lìng)一些(xiē)導電性化(huà)合物,諸如鈣钛(tài)礦鹽(yán)(lacoo3 、prcoo3 、la0.7 sr0.3 cro3 、la0.7 sr0.3 feo3 ),對以固體(tǐ)電介(jiè)質爲(wèi)基礎(chǔ)的(de) 傳(chuán)感(gǎn)器 來說(shuō),是非常穩定的(de)電極材(cái)料(liào)。氧化(huà)物導電膜還有(yǒu)一個(gè)優勢是很(hěn)容易(yì)生成多孔結構。

4.4結論

  文獻(xiàn)中的(de)資(zī)料表明(míng),厚膜工藝(yì)技術(shù)已經廣泛地用(yòng)于 傳(chuán)感器 的制(zhì)造。它(tā)與陶(táo)瓷工藝相(xiàng)比具(jù)有下(xià)述優點(diǎn):用料少(shǎo);燒結(jié)溫(wēn)度較低(dī);并且在厚(hòu)膜情(qíng)況下可獲得較(jiào)快的響應速度。厚膜工(gōng)藝的缺(quē)點是(shì),爲準(zhǔn)備漿料就(jiù)需要有較(jiào)長的制造過(guò)程(chéng),成本(běn)也較高。挑(tiāo)選合适的基闆(pǎn)非常(cháng)重要,而且(qiě)要獲得對濕敏(mǐn)、氣敏、熱(rè)敏 傳(chuán)感(gǎn)器 合理的(de)電阻(zǔ)值也比(bǐ)較困難(nán)。

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