【技术实现步骤摘要】
用于潮湿水环境中的载荷传感器元件
[0001]本专利技术涉及潮湿水环境中的传感器
，具体涉及一种由CrNi膜、TiO2膜、FeCrMn膜和Al2O3膜构成的用于潮湿水环境中的载荷传感器元件。
技术介绍
[0002]现如今，工程技术的飞速发展实现了在各种严峻环境下的施工，如地下水较多的岩层，海洋表面，海底等。潮湿环境/水环境中, 金属容易发生电化学腐蚀, 并伴有阴极析氢过程。例如潮湿地区的钢结构大桥等基础设施和机械设备等都容易吸氢。材料的氢脆会导致部件耐久性下降，降低使用寿命，影响数据监测，最终会引发事故。这在造成巨大经济损失的同时，还会威胁生命安全。
[0003]因此，对于临氢环境下的材料，应力应变电测及传感技术就至关重要。其中，以电阻作为测量信号是传感器元件最常用的测量方法。但是普通的传感器元件的电阻会随氢气的侵入发生变化，这会导致传感器元件的零点漂移和蠕变现象随时间和压力的增加而加剧，严重影响测量的准确性和稳定性。
[0004]目前，我国已研制出氢环境下的载荷传感器元件，其采用铁基合金作为敏感栅材料...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种用于潮湿水环境中的载荷传感器元件，其特征是，包括基底（1）、设于基底上表面上的过渡缓冲层（2）、设于过渡缓冲层上表面上的绝缘层（3）、设于绝缘层上表面上的功能层（4）、设于功能层上表面上的防护层（5）；基底采用316L不锈钢材料制成，过渡缓冲层为CrNi膜，绝缘层为TiO2膜。2.根据权利要求1所述的用于潮湿水环境中的载荷传感器元件，其特征是，所述功能层为FeCrMn合金膜。3.一种适用于权利要求1所述的载荷传感器元件的制备方法，其特征是，包括如下步骤：（3-1）将经过预处理后的基底置于磁控溅射仪的溅射室内，进行固定和整理；（3-2）将Cr靶材、Ni靶材、Ti靶材放入溅射室内，在基底上表面溅射CrNi膜，形成厚度400nm
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600nm的CrNi膜，将CrNi膜作为过渡缓冲层；（3-3）向溅射室内通入氧气，在CrNi膜的上表面溅射厚度为300nm
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500nm的TiO2膜，将TiO2膜作为绝缘层；（3-4）使磁控溅射仪断电，停止通入氧气，使溅射室内的温度降至60℃-80℃以下；取出溅射室内的Cr靶材、Ni靶材、Ti靶材和基底，在基底的上表面覆盖掩模板（8）；将已覆盖掩模板的基底放入磁控溅射仪的样品台上，将FeCrMn合金靶材安装到B靶座，在掩模板上溅射厚度为1000
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100nm的栅状FeCrMn膜；（3-5）向溅射室内通入氧气，在FeCrMn膜的上表面溅射厚度为10nm
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50nm的Al2O3膜，将Al2O3膜作为防护层；取出溅射室内的溅射了CrNi膜、TiO2膜、FeCrMn膜和Al2O3膜的基底；（3-6）将基底放入真空管式炉中炉管的加热区上，在炉管两端安装好绝热炉塞，进行真空热处理，得到制成的载荷传感器元件。4.根据权利要求3所述的载荷传感器元件的制备方法，其特征是，所述基底的预处理过程包括如下步骤：将所述基底上表面依次用400#、600#、800#、1000#、1500#、2000#砂纸逐级进行打磨，再采用0.1μm金刚石喷雾抛光剂进行机械抛光，使基底上表面光洁无划痕；将具有光洁表面的基底置于底部铺有无尘布的烧杯中，使基底的光洁表面向下，向烧杯中倒入丙酮和酒精，比例为1:1或1:2；将装有基底的烧杯放入超声波清洗机中，超声振荡15 min
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20min，利用超声波在液体中的空化作用使基底上表面的油污杂物振荡和剥离；待超声清洗完成后，取出基底，并进行烘干备用。5.根据权利要求3所述的载荷传感器元件的制备方法，其特征是，所述固定和整理过程包括如下步骤：分别将Cr靶材、Ni靶材、Ti靶材分别固定于溅射室内的A靶座、B靶座、C靶座上；将经过预处理后的基底放置于溅射室内的样品转台上，使基底的被清洗面向下，正对A靶座、B靶座、C靶座的中心，使各个靶座与样品转台之间距离均为60 mm
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80mm，将加热基片插入样品转台背部后，使用夹具固定基底。6.根据权利要求3所述的载荷传感器元件的制备方法，其特征是，溅射CrNi膜的过程包括如下步骤：将溅射室泵内抽真空至8.0
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10-4
Pa以下，通过加热基片传热使样品转台的衬底温度升至250℃
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300℃，调节偏压至150 V-250V，向溅射室内通入氩气，控制氩气流量为40sccm
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50sccm，将溅射室内气压升高至1 Pa
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技术研发人员：俞海波，张林，张雯丽，张万亮，周成双，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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