【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及辐射高温测定和监测系统的，尤其是一种喷印方法、钨铼超高温辐射温度传感器及其制备方法。
技术介绍
1、在工业、航天、冶金等众多领域，高温辐射温度传感器是测量物体表面温度的关键器件，其性能对于相关生产和研究活动至关重要。然而，传统高温辐射温度传感器面临诸多技术挑战。
2、在极端高温环境下，由于传感器敏感层与基底材料热膨胀系数不同，热应力失配问题严重，致使键合层易开裂或脱落，极大影响传感器长期稳定性与可靠性，无法满足高温环境长期监测需求。传统传感器测温范围有限，通常难以覆盖如航天、冶金等领域所需的极端高温（如 3000℃）环境，限制了其在苛刻场景中的应用。
3、常规制造工艺如丝网印刷、物理气相沉积等，在微小尺度下精度不足，难以实现高精度材料沉积，阻碍了传感器小型化及复杂形状表面贴合性的提升，无法适应日益增长的对小型化、高精度传感器的需求。同时，传统传感器敏感层厚度及均匀性不佳，导致动态响应速度低，在高温变化过程中无法快速准确反映温度变化，难以满足实时监测要求。此外，常规光刻掩膜工艺复杂且成本高昂，不仅增加了大规模生产成本，还不利于多样化定制生产，制约了高温传感器的广泛应用与发展。现有工艺中一般存在如下问题：
4、1.热应力失配问题
5、在极端高温环境中，由于材料的热膨胀系数不同，传感器的敏感层和基底之间容易产生较大的热应力，导致键合层开裂或脱落，影响传感器的长期稳定性和可靠性。
6、2.测温范围有限
7、传统高温辐射温度传感器的温度测量范围通常无法覆
8、3.制造精度不足
9、常规工艺（如丝网印刷、物理气相沉积等）在微小尺度下难以实现高精度的材料沉积，导致传感器的小型化和复杂形状表面贴合性受限。
10、4.动态响应速度较低
11、传统传感器在高温变化过程中，由于敏感层的厚度和均匀性不佳，动态响应速度较慢，无法满足实时监测需求。
12、5.制造成本高
13、常规光刻掩膜工艺复杂且昂贵，增加了高温传感器的大规模生产成本，且不利于多样化定制需求。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提出了一种制备钨铼超高温辐射温度传感器的敏感层和绝缘层的喷印方法、钨铼超高温辐射温度传感器的制备方法。解决了上述技术问题。
2、根据本专利技术的第一方面，提出了一种制备钨铼超高温辐射温度传感器的敏感层和绝缘层的，包括：
3、对正负极氧化铝基底预处理后，通过电流体喷印平台依次在正负极氧化铝基底上喷印正负极敏感层，烧结形成正负极敏感芯体，喷印的正极浆料包括钨浆和稀释剂，且比例为5:1至5：2，负极浆料包括钨浆、铼粉和稀释剂，且比例为3.7：1.8：1至3.7：1.8：2；
4、s2：在正极氧化铝基底的正负极敏感芯体之间喷印绝缘层；
5、s1和s2中均通过电流体喷印平台喷印，电流体喷印平台包括二维运动平台、注射器和微量注射泵，s1和s2中电流体喷印参数为注射器的针尖施加电压取自3kv-4kv的范围内，二维运动平台的速度取自50mm/s-70mm/s的范围内，针尖距二维运动平台的高度取自3cm-5cm的范围内。该设置确保了喷射液流的稳定性和准确性，实现微米级的高精度材料沉积，使得绝缘层能有效隔离正负极，防止电学干扰，同时保证敏感层的微观结构和厚度均匀性，提高传感器的电学性能、空间分辨率和测温精度，有利于小型化传感器制造。
6、在一些具体的实施例中，对正负极氧化铝基底预处理具体包括用酒精超声清洗十分钟、丙酮清洗五分钟且完全风干后再用气体等离子体轰击正负极氧化铝基底 100-120秒。酒精和丙酮清洗去除表面油污和杂质，风干确保无残留溶剂影响后续工艺。气体等离子体轰击进一步增强表面活性，增加表面能，使得后续喷印的浆料能够更好地附着和铺展，提高敏感层与基底之间的结合力，从而提升传感器整体结构的稳定性和可靠性，为传感器在极端高温环境下长期稳定工作提供保障。
7、在一些具体的实施例中，浆料中的钨浆的粒径取自1-3微米的范围内，铼粉的粒径取自12-17微米的范围内。合适的粒径范围有助于在喷印过程中形成均匀、致密的敏感层，保证材料在高温下的物理和化学稳定性。较小粒径的钨浆可提供更好的均匀性，与特定粒径范围的铼粉配合，能在高温环境中实现更精准的温度感知和信号传输，提高传感器的测温准确性和灵敏度，同时增强敏感层的抗热震性能。
8、在一些具体的实施例中，配置好的正极浆料和负极浆料在盘面温度为45℃、转速为1500rpm的磁力搅拌台搅拌至少90分钟。凭借该设置使钨浆、铼粉和稀释剂均匀分散，避免成分团聚或沉淀，确保喷印过程中浆料性能稳定，进而使喷印形成的敏感层和绝缘层材料均匀性好，无局部成分差异导致的性能波动，提高传感器的一致性和可靠性，为实现高精度温度测量提供保障。
9、在一些具体的实施例中，s1中喷印正负极敏感层之后还包括：分别键合正负极敏感层对应的引线和圆片，烧结形成正负极敏感芯体；且s1和s3中键合过程采用数显加热板，键合参数为通过350-400℃加热25-30分钟。键合操作将敏感层与引线、圆片连接成完整的导电通路，确保传感器信号传输的可靠性；通过数显加热板的参数设定，使各部件在合适温度和时间下实现良好键合，保证连接强度和电学接触稳定性，防止在后续加工和使用过程中出现松动或接触不良，提高传感器的结构完整性和长期稳定性，保证传感器在高温环境下正常工作。
10、根据本专利技术的第二方面，提出了一种钨铼超高温辐射温度传感器的制备方法，其特征在于，包括如上述的喷印方法，还包括：键合正负极敏感芯体，烧结键合后的正负极敏感芯体形成高温辐射温度传感器。
11、在一些具体的实施例中，s3的烧结键合后的正负极敏感芯体具体包括：通入惰性气体，以10℃/分钟的速率将温度升至1100℃，并在1100℃保持30分钟后，以10℃/分钟的退火速率将温度降至室温。该设置有助于稳定传感器内部结构，消除残余应力，提高各层间结合强度，使传感器在高温辐射温度测量过程中能够保持良好的性能，减少因温度变化引起的结构变形或性能劣化，确保传感器长期稳定工作，提高其使用寿命和测量精度。
12、根据本专利技术的第三方面，提出了一种利用如上述制备方法制备的钨铼超高温辐射温度传感器，自下而上包括负极敏感芯体、绝缘层和正极敏感芯体，负极敏感芯体自下而上包括钨/铼26敏感层、负极氧化铝基底、钨/铼26引线和负极氧化铝圆片；正极敏感芯体自上而下包括钨敏感层、正极氧化铝基底、钨引线和正极氧化铝圆片。该结构设计使得传感器能够通过各层材料的协同作用，实现对高温辐射温度的精确测量，同时保证传感器在电气性能、热稳定性和机械强度等方面满足高温环境下的使用要求，确保传感器整体功能的实现和性能的优化。
13、在一些具体的实施例中，正极氧化铝基底和负极氧化铝基底的尺寸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种制备钨铼超高温辐射温度传感器的敏感层和绝缘层的喷印方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，对正负极氧化铝基底预处理具体包括用酒精超声清洗十分钟、丙酮清洗五分钟且完全风干后再用气体等离子体轰击所述正负极氧化铝基底 100-120秒。
3.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，所述浆料中的所述钨浆的粒径取自1-3微米的范围内，所述铼粉的粒径取自12-17微米的范围内。
4.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，配置好的所述正极浆料和负极浆料在盘面温度为45℃、转速为1500rpm的磁力搅拌台搅拌至少90分钟。
5.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，所述S1的烧结形成正负极敏感芯体具体包括：通入惰性气体，以10℃/分钟的速率将温度升至1400℃，再以5℃/分钟的速率将温度升至1500℃，并在1500℃保持30分钟后，先以5℃/分钟的退火速率将温度降至1400℃，再以10℃/分钟的速率将温度降至室温。
6.一种钨铼超高温辐射温度传感器的制备方法，其特征在于，包括如权利要求1
7.根据权利要求6所述的钨铼超高温辐射温度传感器的制备方法，其特征在于，所述烧结键合后的所述正负极敏感芯体具体包括：通入惰性气体，以10℃/分钟的速率将温度升至1100℃，并在1100℃保持30分钟后，以10℃/分钟的退火速率将温度降至室温。
8.一种利用如权利要求6-7中任一项所述的制备方法制备的钨铼超高温辐射温度传感器，其特征在于，自下而上包括负极敏感芯体、绝缘层和正极敏感芯体，所述负极敏感芯体自下而上包括钨/铼26敏感层、负极氧化铝基底、钨/铼26引线和负极氧化铝圆片；所述正极敏感芯体自上而下包括钨敏感层、正极氧化铝基底、钨引线和正极氧化铝圆片。
9.根据权利要求8所述的钨铼超高温辐射温度传感器，其特征在于，所述正极氧化铝基底和所述负极氧化铝基底的尺寸为3mm×10mm×100µm。
10.根据权利要求8所述的钨铼超高温辐射温度传感器，其特征在于，所述钨铼超高温辐射温度传感器的测温范围为400-3000℃。
...【技术特征摘要】
1.一种制备钨铼超高温辐射温度传感器的敏感层和绝缘层的喷印方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，对正负极氧化铝基底预处理具体包括用酒精超声清洗十分钟、丙酮清洗五分钟且完全风干后再用气体等离子体轰击所述正负极氧化铝基底 100-120秒。
3.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，所述浆料中的所述钨浆的粒径取自1-3微米的范围内，所述铼粉的粒径取自12-17微米的范围内。
4.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，配置好的所述正极浆料和负极浆料在盘面温度为45℃、转速为1500rpm的磁力搅拌台搅拌至少90分钟。
5.根据权利要求1所述的喷印方法，其特征在于，所述s1的烧结形成正负极敏感芯体具体包括：通入惰性气体，以10℃/分钟的速率将温度升至1400℃，再以5℃/分钟的速率将温度升至1500℃，并在1500℃保持30分钟后，先以5℃/分钟的退火速率将温度降至1400℃，再以10℃/分钟的速率将温度降至室温。
6.一种钨铼超高温辐射温度传感器的制备方法，其特征在于，包括如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛晨阳，海振银，刘志春，胡顺涛，苏智轩，陈俊，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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