一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，（1）取碳化鋯粉體與適量添加劑混勻，加入溶劑，置入球磨機中進行球磨，得到混合料；（2）將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，烘干后過50～200目篩子，得到預燒結混合粉；（3）將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中進行熱壓燒結；（4）將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。本發(fā)明的溫度傳感器力學強度高，在高溫下不易變形及難揮發(fā)，電學性能穩(wěn)定。在真空或保護氣氛下，能夠較準確地測量3000℃以下的超高溫環(huán)境溫度，是接觸式傳感器中可測溫度最高的感溫元件，在超高溫測量儀器和設備領域具有重要的應用意義。
【專利說明】一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及溫度傳感器【技術領域】，具體涉及一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制 備方法。

【背景技術】
[0002] 目前，能夠用于測量超高溫的溫度傳感器主要有紅外測溫儀(屬于非接觸式溫度 傳感器）和鎢錸熱電偶（屬于接觸式溫度傳感器)。紅外測溫儀的優(yōu)點是：1.非接觸測量； 2.測量范圍廣，一般情況下可測量負幾十度到三千多度；3.測溫速度快。但易受被測物體 (如材料種類、表面粗糙度、理化結構及材料厚度等影響）及環(huán)境因素(如環(huán)境溫度，灰塵、蒸 氣等)影響而導致測量誤差較大。目前，用接觸式傳感器來測量超高溫的感溫元件主要是鎢 錸熱電偶，可測量最高溫度至2800°C，但在高于2300°C時，數(shù)據(jù)分散。因此，使用溫度一般 在2000°C左右。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是為解決上述技術問題的不足，提供一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感 器的制備方法，制得的溫度傳感器能夠較準確地測量3000°C以下的超高溫環(huán)境的溫度，是 接觸式傳感器中可測溫度最高的感溫元件。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術問題，所提供的技術方案是：一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳 感器的制備方法，包括以下步驟： (1 )、取碳化鋯粉體與一定量的添加劑混勻，加入溶劑，置入球磨機中進行球磨，控制球 磨機運行速度為150?250轉/分，球磨時間為20?40小時，球磨后得到混合料，備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為65?85°C，旋轉瓶轉速為20? 70轉/分，烘干時間為2?5小時，烘干后過50?200目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為1900? 2600°C，壓力為30?60MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
[0005] 所述步驟（1)中碳化鋯粉體的粒徑為0. 1?2 μ m，添加劑的粒徑為0. 1?30 μ m。
[0006] 所述步驟（1)中碳化鋯和添加劑按質量比的加入量為：碳化鋯粉體50-95%以及添 加劑5-50%。
[0007] 所述步驟（1)中的溶劑為酒精、丙酮或甲苯。
[0008] 所述步驟（1)中溶劑的加入量為碳化鋯粉體和添加劑總體積的兩倍。
[0009] 有益效果 本發(fā)明的溫度傳感器力學強度高，在高溫下不易變形及難揮發(fā)，電學性能穩(wěn)定，使用壽 命較長。在真空或保護氣氛下，能夠較準確地測量3000°C以下的超高溫環(huán)境溫度，是接觸式 傳感器中可測溫度最高的感溫元件，在超高溫測量儀器和設備領域具有重要的應用意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010] 圖1為本發(fā)明制得的傳感器的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0011] 實施例1 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟： (1 )、按照體積比取碳化鋯粉體95%與石墨5%混勻，加入混合粉體總體積2倍的乙醇， 置入球磨機中進行球磨，控制球磨機運行速度為150轉/分，球磨時間為40小時，球磨后得 到混合料，備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為65°C，旋轉瓶轉速為70轉/分， 烘干時間為2小時，烘干后過50目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為2200°C，壓力 為30MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
[0012] 如圖1所示為本發(fā)明其中一種傳感器，其中A端為測溫端，B端為引線端。
[0013] 實施例2 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟： (1) 、按照體積比取碳化鋯粉體85%與石墨粉體15%混勻，加入兩者混合粉體總體積2 倍的乙醇，置入球磨機中進行球磨，控制球磨機運行速度為200轉/分，球磨時間為30小 時，球磨后得到混合料，備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為85°C，旋轉瓶轉速為20轉/分， 烘干時間為5小時，烘干后過100目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為2KKTC，壓力 為40MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
[0014] 實施例3 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟： (1) 、按照體積比取碳化鋯粉體75%與石墨粉體25%混勻，加入兩者混合粉體總體積2 倍的乙醇，置入球磨機中進行球磨，控制球磨機運行速度為200轉/分，球磨時間為30小 時，球磨后得到混合料，備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為80°C，旋轉瓶轉速為30轉/分， 烘干時間為4小時，烘干后過200目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為2200°C，壓力 為30MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
[0015] 實施例4 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟： (1)、按照體積比取碳化鋯粉體50%與石墨粉體50%混勻，加入兩者混合粉體總體積2 倍的酒精，置入球磨機中進行球磨，控制球磨機運行速度為240轉/分，球磨時間為25小 時，球磨后得到混合料，備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為80°C，旋轉瓶轉速為60轉/分， 烘干時間為4小時，烘干后過200目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為2KKTC，壓力 為40MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
[0016] 實施例5 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，包括以下步驟： 所述碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的原料除了碳化鋯粉體和石墨粉體，還可以包括其他 添加劑，添加劑為ZrB2、Zr02、Zr、SiC、Mo或MoSi2中的一種或任意組合物。
[0017] (1)、按照體積比取按重量百分比取碳化鋯(粒徑為0. 1?2μπι)75%、石墨粉(粒徑 均為0. 1?30 μ m) 15%、Zr粉末(粒徑均為0. 1?30 μ m) 2%和Mo粉末(粒徑均為0. 1? 30 μ m) 2%、Zr02粉末(粒徑均為0. 1?30 μ m) 2%、SiC粉末(粒徑均為0. 1?30 μ m) 2%和 M〇Si2粉末(粒徑均為0. 1?30 μ m) 2%混勻，加入混合粉體總體積2倍的酒精，置入球磨機 中進行球磨，控制球磨機運行速度為240轉/分，球磨時間為25小時，球磨后得到混合料， 備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為80°C，旋轉瓶轉速為60轉/分， 烘干時間為4小時，烘干后過200目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為2KKTC，壓力 為40MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
【權利要求】
1. 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 、取碳化鋯粉體與石墨粉體混勻，加入溶劑，置入球磨機中進行球磨，控制球磨機運 行速度為150?250轉/分，球磨時間為20?40小時，球磨后得到混合料，備用； (2) 、將混合料置于旋轉蒸發(fā)器中烘干，控制水浴溫度為65?85°C，旋轉瓶轉速為20? 70轉/分，烘干時間為2?5小時，烘干后過50?200目篩子，得到預燒結混合粉； (3) 、將預燒結混合粉裝入模具中，在真空或惰性氣氛中控制燒結溫度為2100? 2600°C，壓力為30?60MPa，進行熱壓燒結； (4) 、將燒結得到的塊狀陶瓷經(jīng)線切割加工成所需尺寸及形狀的傳感器。
2. 如權利要求1 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟 (1)中碳化鋯粉體的粒徑為0. 1?2 μ m，石墨粉的粒徑為5?30 μ m。
3. 如權利要求1 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟 (1)中碳化鋯和石墨粉按體積比的加入量為：碳化鋯粉體50-95%以及石墨粉5-50%。
4. 如權利要求1 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟 (1)中的溶劑為酒精。
5. 如權利要求4 一種碳化鋯復合陶瓷溫度傳感器的制備方法，其特征在于：所述步驟 (1)中酒精的加入量為碳化鋯粉體和石墨粉總體積的兩倍。
【文檔編號】C04B35/622GK104108936SQ201410332749
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權日:2014年7月14日
【發(fā)明者】周森安, 郭進武, 劉新立, 鄭傳濤, 蔣磊 申請人:洛陽市西格馬爐業(yè)有限公司