一种提高铂膜与基底材料结合力的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，包括：在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜；将镀膜后的玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的玻璃柱基底加热到软化温度并保温，基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的玻璃柱基底的柱形状态；自然冷却玻璃柱基底完成烧结操作，使得铂膜与玻璃柱基底的端面牢固结合；本发明专利技术保证铂膜的厚度均一且不会发生铂膜沉积不同而发生断裂的问题，提高了铂膜和玻璃的结合度，也提高了铂膜的稳定性和使用寿命。性和使用寿命。性和使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种提高铂膜与基底材料结合力的方法


[0001]本专利技术涉及铂薄膜电阻温度计制备过程
，具体涉及一种提高铂膜与基底材料结合力的方法。

技术介绍

[0002]铂薄膜电阻温度计应用于激波风洞测热，激波风洞时间一般只有几毫秒到几十毫秒，在测热时就需要传感器具有较高的频响，而市面上的铂电阻传感器的响应时间不能满足高频响的要求，因此研制具有高频响的铂膜电阻温度计，传感器频响可达1MHz，能够满足激波风洞(试验时间5～30ms)测热要求，铂薄膜电阻温度计测温基本原理：当温度增加时，自由电子的动能增加，这样改变了自由电子的运动方式，使之形成定向运动所需要的能量增加，这反映在电阻上，阻值就会增加。这种关系一般描述可以描述为，Rt＝R0(1+αt)其中Rt:温度为t时的电阻值，R0：零摄氏度时的电阻值，α：热电阻的温度系数(1/℃)，表示单位温度引起的电阻阻值相对变化。
[0003]铂薄膜电阻热流传感器共有四部分，玻璃柱(作为基底承载铂膜和银浆线)、铂膜(玻璃柱端面)、两条银浆线(玻璃柱母线，连接铂膜两端)、尾部导线，铂薄膜电阻热流传感器经过镀膜、烧结、画银浆线、烧结、焊导线、标定、老化后最终形成合格的产品。
[0004]但是现有在镀膜后烧结以及银浆线后烧结的工作步骤大多为：玻璃基底镀完铂膜定型后，或者玻璃基底上画完银浆线定型后，放置在高温炉中(温度为玻璃软化温度)，加热1h，然后自然冷却，铂膜在烧结过程中自动浸入玻璃基底内，提高铂膜和玻璃的结合度，以及银线和玻璃的结合度。
[0005]但是由于玻璃柱基底呈软化状态时，其表面呈流动状态，铂膜(或银线)在玻璃柱基底端面的膜厚可能因为在软化状态的玻璃内的自由浸入量不同，导致铂膜(或银线)厚度变化，甚至产生断裂。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，以解决现有技术中铂膜(或银线)在玻璃柱基底端面的膜厚可能因为在软化状态的玻璃内的自由浸入量不同，导致铂膜(或银线)厚度变化，甚至产生断裂的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术具体提供下述技术方案：
[0008]一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，包括以下步骤：
[0009]步骤100、在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜；
[0010]步骤200、将镀膜后的所述玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温，所述基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压所述玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的所述玻璃柱基底的柱形状态；
[0011]步骤300、自然冷却所述玻璃柱基底完成烧结操作，使得铂膜与所述玻璃柱基底的端面牢固结合。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤100中，在玻璃柱基底的端面上沉积铂膜的方式为真空蒸发溅射方式、真空磁控溅射方式以及刷涂铂浆烤制方式的其中一种方式。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤200中，所述基柱卡架先受力旋转，所述基柱卡架的多轴卡柱绕所述基柱卡架的中心位置公转，且所述基柱卡架上的多轴卡柱与所述玻璃柱基底的侧曲面产生摩擦力，所述基柱卡架上的多轴卡柱在摩擦力带动下绕其安装位置自转以滚压所述玻璃柱基底的侧曲面。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤200中，对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温时，对所述玻璃柱基底的端面施加压力，通过施压迫使部分的所述铂膜渗进所述玻璃柱基底的端面内，以提高铂膜和玻璃的结合度。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，在步骤300中，每次对所述玻璃柱基底烧结的实现操作为：将高温炉升至所述玻璃柱基底的软化温度、保持软化温度、自然冷却至所述玻璃柱基底定型温度；
[0016]完成烧结操作后，利用所述基柱卡架将所述玻璃柱基底上升至卸料位，将烧结完成的所述玻璃柱基底从所述基柱卡架拆卸，并重新装入新的镀膜后的所述玻璃柱基底。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，多个均匀分布的所述基柱卡架设置在高温炉的底部，且所述基柱卡架在所述高温炉的底部呈并排分布，所述高温炉的内部在每排所述基柱卡架的侧边均设有封盖长板，且每个所述封盖长板的两端均通过延长杆活动安装在所述高温炉的两个平行侧壁上；
[0018]所述封盖长板朝向所述基柱卡架的表面设有与所述基柱卡架的包围内径一一对应的加压塞块，所述封盖长板以所述延长杆为圆心做旋转运动，直至所述加压塞块抵在所述玻璃柱基底的端面，以对所述玻璃柱基底的端面施加压力。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，每个所述封盖长板两端的所述延长杆上均设有被动轮体，所述封盖长板同侧的所述延长杆上方设有与所述被动轮体啮合传动的齿条板，所述高温炉的侧壁上安装有与所述齿条板连接的直线驱动电机，所述直线驱动电机通过带动所述齿条板线性移动以驱动所述封盖长板以所述延长杆为圆心做旋转运动。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，所述基柱卡架包括设置在所述高温炉底部的环形基座，以及多个均匀分布在所述环形基座上表面的定型滚动柱，多个所述定型滚动柱的内侧形成与所述玻璃柱基底直径相同的包围圈，每个所述定型滚动柱的下端通过轴承座活动安装在所述环形基座的内部，所述环形基座的下方安装有用于驱动所述环形基座旋转的驱动组件，所述玻璃柱基底的侧曲面与所述定型滚动柱产生摩擦作用，且所述玻璃柱基底带动所述定型滚动柱绕其中心轴自转，以维持软化的所述玻璃柱基底的柱形状态。
[0021]作为本专利技术的一种优选方案，所述驱动组件包括活动安装在所述环形基座下表面中心位置的支撑立柱，以及设置在所述环形基座下表面的被动齿轮，所述被动齿轮固定安装在所述环形基座的下表面且所述被动齿轮套设在所述支撑立柱的外表面；
[0022]所述支撑立柱上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有与所述被动齿轮啮合的驱动齿轮。
[0023]作为本专利技术的一种优选方案，所有所述支撑立柱的下端集成在一个平面板上，所述平面板的下方设有至少一个用于推动所述平面板线性移动的推动气缸；
[0024]所述推动气缸在所述封盖长板旋转至竖直状态时推动所述平面板位移，以将所述
定型滚动柱内部的所述玻璃柱基底拆下；
[0025]所述推动气缸在所述封盖长板旋转至水平状态时反向拉动所述平面板位移，以将所述环形基座卡嵌在所述高温炉的底部。
[0026]本专利技术与现有技术相比较具有如下有益效果：
[0027]本专利技术通过高温加热玻璃柱基底软化，在此过程中，通过对玻璃柱基底的侧曲面施压滚动式压力保持基底的柱形状态，保证传感器形态不变，且同时对铂膜施压，加快铂会渗进玻璃基底内的效率，同时保证铂膜的厚度均一且不会发生铂膜沉积不同而发生断裂的问题，提高了铂膜和玻璃的结合度，也提高了铂膜的稳定性和使用寿命。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100、在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜；步骤200、将镀膜后的所述玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温，所述基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压所述玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的所述玻璃柱基底的柱形状态；步骤300、自然冷却所述玻璃柱基底完成烧结操作，使得铂膜与所述玻璃柱基底的端面牢固结合。2.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，在步骤100中，在玻璃柱基底的端面上沉积铂膜的方式为真空蒸发溅射方式、真空磁控溅射方式以及刷涂铂浆烤制方式的其中一种方式。3.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，在步骤200中，所述玻璃柱基底的软化温度为500℃～550℃。4.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，在步骤200中，所述基柱卡架先受力旋转，所述基柱卡架的多轴卡柱绕所述基柱卡架的中心位置公转，且所述基柱卡架上的多轴卡柱与所述玻璃柱基底的侧曲面产生摩擦力，所述基柱卡架上的多轴卡柱在摩擦力带动下绕其安装位置自转以滚压所述玻璃柱基底的侧曲面；对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温时，对所述玻璃柱基底的端面施加压力，通过施压迫使部分的所述铂膜渗进所述玻璃柱基底的端面内，以提高铂膜和玻璃的结合度。5.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，在步骤300中，每次对所述玻璃柱基底烧结的实现操作为：将高温炉升至所述玻璃柱基底的软化温度、保持软化温度、自然冷却至所述玻璃柱基底定型温度；完成烧结操作后，利用所述基柱卡架将所述玻璃柱基底上升至卸料位，将烧结完成的所述玻璃柱基底从所述基柱卡架拆卸，并重新装入新的镀膜后的所述玻璃柱基底。6.根据权利要求4所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，多个均匀分布的所述基柱卡架(1)设置在高温炉(2)的底部，且所述基柱卡架(1)在所述高温炉(2)的底部呈并排分布，所述高温炉(2)的内部在每排所述基柱卡架(1)的侧边均设有封盖长板(3)，且每个所述封盖长板(3)的两端均通过延长杆(4)活动安装在所述高温炉(2)的两个平行侧壁上；所述封盖长板(3)朝向所述基柱卡架(1)的表面设有与所述基柱卡架(1)的包围内径一一对应的加压塞块(5)，所述封盖长板(3)以所述延长杆(4)为圆心做旋转运动，...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴松，喻江，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：