一种环境测温用高精度铂电阻浆料及制备方法与流程

    技术2025-12-12  2


    本发明属于电子浆料,具体涉及一种环境测温用高精度铂电阻浆料及制备方法。


    背景技术:

    1、铂电阻是温度传感器领域中的重要元器件,具有测温精度高,稳定性好、测温范围广、适应恶劣环境等优点,可用于多种工况环境,除了广泛应用于石油、化工、汽车、食品等行业的环境温度测量和控制外,还可应用于军事国防领域,如航空、航天、核电、军工等。例如航空航天发动机和燃烧室监控、飞行器热管理、电池和电源管理、材料和结构监测、推进系统、飞行器表面和气动加热监控等领域。在特殊工况环境下,铂电阻可确保关键系统在安全温度范围内运行,防止事故和故障的发生;提供和反馈精准测温数据,提高设备和系统的可靠性,减少维护和更换频率,延长使用寿命。

    2、铂电阻由基体层、导电膜层、封装层和引线等部分组成。其中铂电阻的核心是导电膜层,决定了铂电阻的测温精度和稳定性,导电膜层是由铂电阻浆料经丝网印刷、高温烧制而成,与铂丝绕制在骨架上的铂电阻相比,具有精度高、体积小、热响应时间快,抗震性能好等优点。铂电阻的阻值会随着使用时间的增加发生漂移,测温精度降低,常规的铂电阻随工作时间的增加,导电铂膜层微观结构发生了变化,造成漂移量大,测温精度下降,限制了铂电阻在高精度高稳定性应用环境中的使用。本发明采用高纯铂粉、高软化点玻璃粉、有机载体和稀释剂按照一定比例混合,经高温烧结后使导电铂膜结构达到稳定状态,提高铂电阻的测温精度和稳定性。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种环境测温用高精度铂电阻浆料及制备方法,所述电阻料浆的成分包括导电功能相、玻璃粉、有机载体和稀释剂,将电阻浆料在大气环境下烧结,烧制完成后的膜片用于制备测温用高精度铂电阻元件具有结构稳定,测温温度的精度高,稳定性好的优点。

    2、本发明的技术方案是:

    3、环境测温用高精度铂电阻浆料,其各组分的重量百分含量为,玻璃粉5%~10%,有机载体20%~35%,稀释剂6%~20%,余量为导电功能相;所述导电功能相为高纯铂粉。

    4、所述铂粉粒径为500~800nm,纯度≥99.99%,形貌为球状,比表面积为2.5~2.9m2/g;

    5、优选地,所述玻璃粉为无铅、高软化点玻璃粉,其粒径为1~10μm,软化点为950℃~1100℃。

    6、所述玻璃粉各组分的重量百分含量为:氧化铝al2o35%~10%,碳酸钡baco315%~35%,碳酸锶srco3 5%~15%,硼酸h2bo3 25%~40%,氧化镁mgo 1%~10%,余量为氧化硅。

    7、所述有机载体由树脂、有机添加剂和有机溶剂组成,其各组分质量百分含量为:树脂5%~15%,有机溶剂10%~20%,余量为有机添加剂。

    8、所述树脂选自甲基纤维素、乙基纤维素中的任意一种或两种,

    9、优选地,有机添加剂选自正丁醇、松油醇、环己酮中的一种或几种组合;

    10、优选地,有机溶剂选自醋酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、甲苯中的一种或几种组合。

    11、所述稀释剂体由a组分和b组分组成,其中,a组分65%~80%,b组分20%~35%。

    12、所述a组分选自正丁醇、松油醇、蓖麻油中的一种或几种组合,所述b组分选自醋酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或几种组合。

    13、上述的浆料的制备方法,包括以下步骤:

    14、1)制备有机载体

    15、将树脂、有机添加剂和有机溶剂混合,常温环境下,40~60r/min的速度搅拌3-5分钟,再加入树脂,加热至60~80℃,8~12小时,完全溶解后,冷却待用;其中,树脂、有机添加剂、有机溶剂摩尔比为1~2:6~9:1~3;树脂中的甲基纤维素、乙基纤维素摩尔比为0~3:3~10,有机添加剂中的正丁醇、松油醇、环己酮摩尔为0~3:7~10:0~1;

    16、2)制备稀释剂

    17、取稀释剂的a、b组分,混合,常温环境下,40~60r/min的速度搅拌5-10分钟,待用;其中a、b组分的质量比为13~16:4~7,a组分中的正丁醇:松油醇:蓖麻油的摩尔比为0~3:6~10:0~2,稀释剂中的b组分的醋酸丁酯:邻苯二甲酸二丁酯:乙二醇乙醚醋酸酯的摩尔比为1~4:1~4:0~4;

    18、3)按上述配比取导电功能相和玻璃粉,混合,球墨,得到混合粉体;

    19、4)在混合粉体中,加入有机载体和稀释剂,有机载体:稀释剂的摩尔比为3~7:1~3,研磨20~30分钟,混合均匀,得到铂电阻浆料。

    20、步骤3)所述球磨的速度300~400r/min,时间6~8小时,球磨正转与反转交替进行,各30分钟,间隔15秒。

    21、本发明的有益效果:采用本发明制备的铂电阻,解决了导电铂膜层微观结构发生变化造成测温精度漂移的问题,浆料中有机载体和稀释剂能够进行化学吸附和物理吸附,使固体与液体之间很好的浸润,充分融合铂粉与玻璃粉,牢固的粘附在基体上,提高浆料在印制过程中膜层的均匀性和一致性;浆料中铂粉与玻璃粉在高温下实现扩散粘接形成致密烧结体,与基体材料膨胀系数匹配度高,铂膜层微观结构稳定。

    22、本发明采用常压烧结法制作导电铂膜层,制备方法简单、易于操作,实用性强,采用本发明所述方法制备的铂电阻膜片,具有精度高、稳定性好的优点。

    23、申请人的实验验证,采用本发明的铂浆料制成的铂电阻,使铂电阻元件具有稳定的微观结构和良好的电学性能,试验前后电阻值变化小,tcr保持不变,环境测温精准度高,稳定性好。



    技术特征:

    1.一种环境测温用高精度铂电阻浆料,其特征在于,该浆料各组分的重量百分含量为,玻璃粉5%~10%,有机载体20%~35%,稀释剂6%~20%,余量为导电功能相;所述导电功能相为高纯铂粉。

    2.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述铂粉粒径为500~800nm,纯度≥99.99%,形貌为球状,比表面积为2.5~2.9m2/g;

    3.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述玻璃粉各组分的重量百分含量为:氧化铝al2o35%~10%,碳酸钡baco315%~35%,碳酸锶srco3 5%~15%,硼酸h2bo3 25%~40%,氧化镁mgo 1%~10%,余量为氧化硅。

    4.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述有机载体由树脂、有机添加剂和有机溶剂组成,其各组分质量百分含量为:树脂5%~15%,有机溶剂10%~20%,余量为有机添加剂。

    5.根据权利要求4所述的浆料,其特征在于,所述树脂选自甲基纤维素、乙基纤维素中的任意一种或两种,

    6.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述稀释剂体由a组分和b组分组成,其中,a组分65%~80%,b组分20%~35%。

    7.根据权利要求6所述的浆料,其特征在于,所述a组分选自正丁醇、松油醇、蓖麻油中的一种或几种组合,所述b组分选自醋酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯中的一种或几种组合。

    8.权利要求1~7任一所述的浆料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    9.权利要求8所述的方法,其特征在于:步骤3)所述球磨的速度300~400r/min,时间6~8小时,球磨正转与反转交替进行,各30分钟,间隔15秒。


    技术总结
    本发明涉及一种环境测温用高精度铂电阻浆料及制备方法,该浆料由导电功能相、玻璃粉、有机载体和稀释剂组成,将电阻浆料在大气环境下烧结,烧制完成后的膜片用于制备测温用高精度的铂电阻具有结构稳定,测温温度的精度高,稳定性好的优点。

    技术研发人员:刘玉洁,王朝,高家兴,陈鹏康,张立新,唐光明,魏小明
    受保护的技术使用者:重庆材料研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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