本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,包括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。并在此基础上进一步提出了钨铼超高温辐射温度传感器及其制备方法,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。该传感器测温范围达400℃至3000℃,远超传统传感器的极限温度,满足了航天、冶金等极端环境的需求。
背景技术
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。
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。
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:
1.热应力失配问题
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。
2.测温范围有限
传统高温辐射温度传感器的温度测量范围通常无法覆盖极端高温环境(如3000℃),限制了其在航天、冶金等苛刻应用场景中的使用。
3.制造精度不足
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。
4.动态响应速度较低
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。
5.制造成本高
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。
实现思路