CN113470910A - 一种具有大应变系数的电阻浆料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大应变系数的电阻浆料，所述电阻浆料包含导电粉末、玻璃粉、应变系数调节剂和有机载体；所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃‑650℃焙烧而成。本发明的电阻浆料具有应变系数大的特点，可满足压力传感器产品对电阻浆料性能的要求。

Description

一种具有大应变系数的电阻浆料
技术领域
本发明属于电阻浆料领域，特别涉及一种具有形变后阻值变化大特性的大应变系数的电阻浆料。
背景技术
厚膜电阻浆料是一种集冶金、化学、材料、电子技术、分析测试技术等多学科领域于一身的技术密集型产品。为适应印刷、烧结工艺要求和实际应用要求，厚膜电阻浆料必须具备可印刷性、功能特性和工艺兼容性。常用的电阻浆料是由功能相、粘结相、添加剂与有机载体按一定比例混合而成的一种膏状物。
传感器技术是迅猛发展的高新技术之一，也是当代科学技术发展的一个重要标志。压力传感器在自动控制和检测中扮演着重要角色。压力在现代自动化设备的测量和控制系统的检测中发挥了重要作用，测量和控制系统的自动化程度越高，监测的压力越多，对压力传感器的需求越多，因此，传感器的质量在一定程度上决定了测量和控制系统的性能。压力传感器用于感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号，主要用于拉力、压力等力的直接测量和液位、加速度等物理量的转换，是在农业和工业生产中需求量最大和使用范围最广泛的传感器之一。因此，压力传感器是需求量最大的传感器。经过研究人员几十年来对传感器相关技术的研究，厚膜压力传感器已经广泛地应用在各个行业各个领域，特别是空调、汽车领域。然而，现有技术中还存在着用于厚膜压力传感器的电阻浆料阻值较大、应变系数较低、且稳定性较差等问题，使得厚膜压力传感器的满量程输出低、应变灵敏性也相应变低。
因此，需要一种适用于厚膜压力传感器的具有大应变系数的电阻浆料。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种适用于压力传感器产品、具有大应变系数的电阻浆料。本发明在电阻浆料配方中引入了由云母粉和萤石粉的混合物焙烧而成的应变系数调节剂，调整电阻的应变系数，使电阻浆料具备阻值稳定、应变系数高的特点，可应用于厚膜压力传感器产品。
具体而言，本发明提供一种电阻浆料，所述电阻浆料包含导电粉末、玻璃粉、应变系数调节剂和有机载体；所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃-650℃焙烧而成；以电阻浆料总质量计，所述电阻浆料中，导电粉末的含量为15wt%-25wt%，玻璃粉的含量为30wt%-50wt%，所述应变系数调节剂的含量为10wt%-15wt%，有机载体的含量为25wt%-40wt%。
在一个或多个实施方案中，所述导电粉末包含选自钌酸铅和钌酸铋中的一种或两种。
在一个或多个实施方案中，所述导电粉末的粒度为1μm-2μm。
在一个或多个实施方案中，所述玻璃粉包含Pb-B-Ca-Si体系的玻璃粉。
在一个或多个实施方案中，所述玻璃粉的粒度为1μm-2μm。
在一个或多个实施方案中，作为所述应变系数调节剂的原料的云母粉和萤石粉的粒度为1.5μm-2μm。
在一个或多个实施方案中，所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃-650℃焙烧1.5h-2.5h而制成。
在一个或多个实施方案中，所述应变系数调节剂的粒度为1.5μm-2μm。
在一个或多个实施方案中，所述有机载体包含树脂、有机添加剂和有机溶剂，以有机载体的总质量计，所述有机载体中，树脂的含量为8wt%-15wt%，有机添加剂的含量为1wt%-5wt%，有机溶剂的含量为80wt%-90wt%。
在一个或多个实施方案中，所述树脂包括选自松香树脂、乙基纤维素、羟基纤维素和甲基纤维素中的一种或多种。
在一个或多个实施方案中，所述有机添加剂包括卵磷脂。
在一个或多个实施方案中，所述有机溶剂包括选自酯类溶剂、醇类溶剂和醚类溶剂中的一种或多种。
本发明还提供由本文任一实施方案所述的电阻浆料制备得到的厚膜电阻。
本发明还提供一种厚膜压力传感器，所述厚膜压力传感器含有本文任一实施方案所述的厚膜电阻。
本发明还提供应变系数调节剂在增大电阻浆料的应变系数中的应用，所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃-650℃焙烧而成。
在一个或多个实施方案中，所述应变系数调节剂如本文任一实施方案所述。
附图说明
图1为本发明测试例中将电阻浆料印刷在陶瓷基板上所形成的厚膜电阻图形的示意图。
图2为本发明测试例中测定厚膜电阻的应变系数时样品固定和承压方式的示意图。图2中，P为作用力，R为厚膜电阻，h为陶瓷弹性基片的厚度，l为施力点到厚膜电阻中央的距离，L为施力点到基片被固定一端支点的距离。
具体实施方式
为使本领域技术人员可了解本发明的特点及效果，以下谨就说明书及权利要求书中提及的术语及用语进行一般性的说明及定义。除非另有指明，否则文中使用的所有技术及科学上的字词，均为本领域技术人员对于本发明所了解的通常意义，当有冲突情形时，应以本说明书的定义为准。
本文描述和公开的理论或机制，无论是对或错，均不应以任何方式限制本发明的范围，即本发明内容可以在不为任何特定的理论或机制所限制的情况下实施。
本文中，为使描述简洁，未对各个实施方案或实施例中的各个技术特征的所有可能的组合都进行描述。因此，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，各个实施方案或实施例中的各个技术特征可以进行任意的组合，所有可能的组合都应当认为是本说明书记载的范围。
本文中，所有以数值范围或百分比范围形式界定的特征如数值、数量、含量与浓度仅是为了简洁及方便。据此，数值范围或百分比范围的描述应视为已涵盖且具体公开所有可能的次级范围及范围内的个别数值（包括整数与分数）。
本文中，组合物的所有组分的百分含量之和等于100%。
本文中，若无特别说明，“包含”、“包括”、“含有”及类似用语涵盖了“基本上由……组成”和“由……组成”的意思，即“A包含a”涵盖了“A包含a和其他”、“A基本上由a组成”和“A由a组成”的意思。本文中，若无特别说明，“基本上由……组成”可以理解为“80%以上、优选90%以上、更优选95%以上由……组成”。
电阻浆料是由固体粉料和有机介质经过轧制混合而成的膏状物，是用于制造厚膜电阻和其他厚膜元件、例如厚膜压力传感器的基础材料。电阻浆料的成分通常包括导电相、玻璃粘结相、有机载体和任选的添加剂。本发明的发明人发现在电阻浆料中添加由云母粉和萤石粉的混合物焙烧而成的添加剂能够增大由电阻浆料制备得到的厚膜电阻的应变系数，且保持阻值稳定，使之适用于厚膜压力传感器产品。
导电相
电阻浆料的导电相包括一种或多种导电粉末。适用于本发明的导电粉末的实例包括但不限于银粉、铂族金属（包括钌、铑、钯、锇、铱、铂及其合金）粉末以及含铂族金属的化合物（例如氧化物、盐等）。以电阻浆料的总质量计，本发明的电阻浆料中，导电相的含量为15wt%-25wt%，例如20wt%。
特别适用于本发明的电阻浆料的导电粉末包括钌酸铅和钌酸铋。本发明的应变系数调节剂能够使得以钌酸铅和/或钌酸铋为导电相的电阻浆料具有显著增大的应变系数。因此，在一些实施方案中，本发明的电阻浆料中的导电粉末包括选自钌酸铅和钌酸铋中的一种或两种。在这些实施方案中，钌酸铅和钌酸铋的总质量可以占到电阻浆料中导电粉末总质量的80%以上，例如90%以上、95%以上、100%。钌酸铅和钌酸铋的质量比不受特别限制，可以根据阻值需求适当选择。
本发明中，导电粉末（例如钌酸铅、钌酸铋）的粒度优选为1μm-2μm，例如1.5μm。本文中，粒度是指粉体的平均粒径。
玻璃粘结相
电阻浆料的玻璃粘结相包括一种或多种玻璃粉。电阻浆料中的玻璃粉的原料可以包括选自以下材料中的一种或多种：Pb3O4、PbO、B2O3、CaO、SiO2、BaO、Al2O3、Na2O、K2O和ZnO。玻璃粉通常由玻璃粉原料经过熔炼、淬冷、破碎、球磨等工艺而制备得到，例如可以将玻璃粉的原料混合均匀后，将所得混合物置于熔炼炉中进行熔炼，得到玻璃溶液；将玻璃溶液进行淬冷、例如水淬后得到玻璃；将玻璃破碎成玻璃渣，再将玻璃渣球磨成玻璃粉。熔炼的温度可以为1200℃-1400℃、例如1350±50℃，保温时间可以为1h-2h、例如1.5h。以电阻浆料的总质量计，本发明的电阻浆料中，玻璃粘结相的含量为30wt%-50wt%，例如40wt%。
适用于本发明的玻璃粉包括Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉。本发明中，Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉是指所含正价元素主要为Pb、B、Ca、Si的玻璃粉。Pb、B、Ca、Si的总质量通常占到Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉的正价元素总质量的80%以上，例如90%以上、95%以上、100%。Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉的主要原料可以为Pb3O4、CaO、SiO2和B2O3。Pb3O4、CaO、SiO2和B2O3的总质量可以占到Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉的原料总质量的80%以上，例如90%以上、95%以上、100%。在一些实施方案中，以Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉原料的总质量计，Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉原料包括：40wt%-50wt%、例如45wt%的Pb3O4，25wt%-35wt%、例如28wt%的CaO，20wt%-25wt%、例如23wt%的SiO2，和1wt%-10wt%、例如4wt%的B2O3。Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉的质量可以占到本发明的电阻浆料中的玻璃粘结相总质量的80%以上，例如90%以上、95%以上、100%。
本发明中，玻璃粉（例如Pb-B-Ca-Si体系玻璃粉）的粒度优选为1μm-2μm，例如1.5μm。
有机载体
电阻浆料中的有机载体通常包括树脂、有机溶剂和任选的有机添加剂。以电阻浆料的总质量计，本发明的电阻浆料中，有机载体的含量为25wt%-40wt%，例如30wt%、40wt%。
树脂用于使电阻浆料具有一定的粘度。适用于本发明的树脂的实例包括松香树脂、乙基纤维素、羟基纤维素和甲基纤维素。在一些实施方案中，本发明使用的树脂为乙基纤维素。树脂的用量通常为有机载体总重的8wt%-20wt%，例如8wt%、10wt%、15wt%。
有机溶剂通常是比较粘稠的液态有机物，其分子中通常含有极性基团，从而能够溶解树脂，且通常具有较高的沸点，在常温下不易挥发。适用于本发明的有机溶剂可以是选自酯类溶剂、醇类溶剂和醚类溶剂中的一种或多种。醇类溶剂的实例包括松油醇和丁基卡必醇。酯类溶剂的实例包括丁基卡必醇醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯和2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯（Texanol）。在一些实施方案中，本发明使用的有机溶剂包括醇类溶剂和酯类溶剂，例如包括松油醇和丁基卡必醇醋酸酯，两者的质量比可以为（1-5）：1，例如2.7：1。有机溶剂的用量通常为有机载体总重的80wt%-95wt%，例如80wt%-90wt%、85wt%-90wt%、89wt%。
根据需要可以在有机载体中加入分散剂、消泡剂、润滑剂、触变剂等有机添加剂。在一些实施方案中，本发明使用的有机添加剂为大豆卵磷脂。有机添加剂的用量通常不超过有机载体总重的5wt%。当含有时，有机添加剂的用量优选为有机载体总重的1wt%-5wt%，例如3wt%。
在一些实施方案中，以有机载体总重计，有机载体包括80wt%-90wt%的有机溶剂、8wt%-15wt%的树脂和1-5wt%的有机添加剂，其中，有机溶剂为质量比为1：1到5：1的松油醇和丁基卡必醇醋酸酯，树脂为乙基纤维素，有机添加剂为大豆卵磷脂。
有机载体可以通过将有机载体的各组分混合均匀而制得，如有需要，可在混合时进行加热（例如可加热至65-75℃进行混合）。在一些实施方案中，制备有机载体时，先将有机添加剂（例如大豆卵磷脂）和部分有机溶剂（例如松油醇）混合均匀，再将得到的混合物与树脂（例如乙基纤维素）混合均匀，最后将得到的混合物与剩余的有机溶剂（例如丁基卡必醇醋酸酯）混合均匀。
应变系数调节剂
本发明发现由云母粉和萤石粉在保护气氛中焙烧而成的材料可以作为电阻浆料的添加剂，用来增大电阻浆料的应变系数。因此，本发明包括一种电阻浆料的应变系数调节剂，其由云母粉和萤石粉在保护气氛中焙烧而成。
云母粉（Mica）是一种层状结构的硅酸盐，结构由两层硅氧四面体夹着一层铝氧八面体构成的复式硅氧层，其化学成分一般包括：43.13-49.04wt%的SiO2、27.93-37.44wt%的Al2O3、9-11wt%的K2O+Na2O、4.13-6.12wt%的H2O。
萤石（Fluorite）又称氟石，等轴晶系，主要成分是氟化钙，常含的杂质元素包括钇、铈、硅、铝、铁、镁、铕、钐、氧、氯。
用作本发明的应变系数调节剂的原料的云母粉和萤石粉的粒度优选为1.5μm-2μm，例如1.8μm。云母粉和萤石粉可以通过市售途径购得。
本发明的应变系数调节剂可以通过以下方法制备：将云母粉和萤石粉混合均匀后，在保护气氛中进行焙烧，保护气氛可以是氮气，焙烧温度为550℃-650℃、例如600℃，焙烧时间通常为1.5h-2.5h、例如2h。云母粉和萤石粉的质量比优选为3：1到1：3，例如1：1。将作为应变系数调节剂原料的云母粉和萤石粉的质量比控制在该范围内有利于发挥其增大应变系数的作用。应变系数调节剂的粒度优选为1.5μm-2μm，例如1.8μm。将应变系数调节剂的粒度控制在该范围内有利于发挥其增大应变系数的作用。焙烧后可通过球磨将粒度调整至1.5μm-2μm。
以电阻浆料的总质量计，本发明的电阻浆料中，应变系数调节剂的含量优选为10wt%-15wt%。将应变系数调节剂的用量控制在该范围内有利于发挥其增大应变系数的作用。
本发明提供本发明的应变系数调节剂在制备电阻浆料中的用途，本发明的应变系数调节剂在增大电阻浆料、厚膜电阻或厚膜压力传感器的应变系数中的用途，增大电阻浆料、厚膜电阻或厚膜压力传感器的应变系数的方法，以及制备应变系数增大的电阻浆料、厚膜电阻或厚膜压力传感器的方法。所述用途或方法例如可以是在电阻浆料中添加本发明的应变系数调节剂，或进一步使用该电阻浆料制备厚膜电阻或厚膜压力传感器。所述应变系数调节剂以及其在电阻浆料中的用量如本发明任一实施方案所述。
本发明还提供云母粉和萤石粉在制备用于增大电阻浆料、厚膜电阻或厚膜压力传感器的应变系数的电阻浆料添加剂中的用途，以及制备用于增大电阻浆料、厚膜电阻或厚膜压力传感器的应变系数的电阻浆料添加剂的方法。所述用途或方法包括对以云母粉和萤石粉为主要原料的原料混合物进行焙烧从而制备得到电阻浆料添加剂。优选在保护气氛中进行焙烧，保护气氛可以是氮气。焙烧温度可以为550℃-650℃、例如600℃。焙烧时间可以为1.5h-2.5h、例如2h。云母粉和萤石粉的质量比可以为3：1到1：3，例如1：1。云母粉和萤石粉的总质量可以占到所述电阻浆料添加剂原料总质量的80%以上，例如90%以上、95%以上、100%。所述电阻浆料添加剂的粒度可以为1.5μm-2μm，例如1.8μm。
添加剂
本发明的电阻浆料任选地还可包含已知的常用于电阻浆料的添加剂、特别是用于制备厚膜压力传感器的电阻浆料的添加剂。电阻浆料中的添加剂是指除导电相和玻璃粘结相以外的用来调节电阻性能的材料，包括用来控制阻值、温度系数、保持图形、调节烧结特性、改善温度敏感性、增强耐候性、调节应变系数等的材料。不同于有机载体中的有机添加剂，添加剂通常是无机物，例如可以是选自金属单质、金属氧化物、非金属氧化物、金属氮化物、金属氟化物和硅酸盐中的一种或多种。以电阻浆料的总质量计，本发明的电阻浆料中，添加剂的含量可以为0-5wt%，例如1wt%、3wt%。添加剂的粒度可以为1μm-2μm，例如1.5μm。
电阻浆料、厚膜电阻、电路板和厚膜压力传感器
本发明的电阻浆料可采用以下方法制备：将导电相、玻璃粘结相、有机载体、本发明的应变系数调节剂和任选的添加剂混合均匀后，用三辊轧机辊轧，得到浆料；优选地，辊轧至细度≤7μm。电阻浆料中的各成分的组成和含量可以如前文任一实施方案所述。
在一些实施方案中，本发明的电阻浆料包含15wt%-25wt%的导电粉末、30wt%-50wt%的玻璃粉、10wt%-15wt%的应变系数调节剂和25wt%-40wt%的有机载体，或由上述成分组成；其中，所述应变系数调节剂由云母粉和萤石粉在惰性气体、例如氮气保护下而成，云母粉和萤石粉的质量比优选为3：1到1：3，焙烧温度优选为550℃-650℃，导电粉末优选包含选自钌酸铅和钌酸铋中的一种或两种，玻璃粉优选包含Pb-B-Ca-Si体系的玻璃粉。
本发明包括由本发明的电阻浆料制备得到的厚膜电阻。厚膜电阻可通过将电阻浆料印刷在基体上，经过干燥、烧结而制备得到。干燥温度可以是150±10℃。干燥时间可以是10±2min。烧结的峰值温度可以为850±10℃、优选850±5℃。峰值温度下的保温时间可以为10±2min。烧结周期可以为60±5min。用来烧结的装置可以是带式烧结炉。本发明还包括含有所述厚膜电阻的电路板。本发明的电路板包括基板和形成在所述基板上的厚膜电阻。所述厚膜电阻由本发明的电阻浆料烧结而成。
本发明的电阻浆料由于含有一定量的本发明的应变系数调节剂而具有增大的应变系数，且能够保持阻值稳定，适用于制备厚膜压力传感器产品。本发明还包括厚膜压力传感器。本发明的厚膜压力传感器包括电阻和电极，其中电阻由本发明的电阻浆料经过干燥、烧结而制成。干燥温度可以是150±10℃。干燥时间可以是10±2min。烧结的峰值温度可以为850±10℃、优选850±5℃。峰值温度下的保温时间可以为10±2min。烧结周期可以为60±5min。用来烧结的装置可以是带式烧结炉。
采用本发明的电阻浆料制备得到的厚膜电阻和厚膜压力传感器能够具有15以上的应变系数。
本发明也包括本发明的电阻浆料在制备应变系数增大的厚膜电阻或厚膜压力传感器中的用途，以及在制备含有所述厚膜电阻的电路板中的用途。
本发明具有以下优点：
本发明采用由云母粉和萤石粉混合后焙烧而成的特殊添加剂应用于电阻浆料中，显著增大了电阻浆料的应变系数；
本发明电阻浆料的制备工艺简单，工艺适应性强。
下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明，其并不对本发明的保护范围起到限定作用。本发明的保护范围仅由权利要求限定，本领域技术人员在本发明公开的实施例的基础上所做的任何省略、替换或修改都将落入本发明的保护范围。
下列实施例中使用本领域常规的仪器设备。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。下列实施例中使用各种原料，除非另作说明，都使用常规市售产品，其规格为本领域常用的规格。在本发明的说明书以及下述实施例中，如没有特别说明，“％”都表示重量百分比，“份”都表示重量份，比例都表示重量比。
以下实施例和对比例中使用的钌酸铅和钌酸铋的粒度为1.5μm，云母粉和萤石粉粒度为1.8μm。
以下实施例和对比例中使用的添加剂A通过如下方法制备：将云母粉和萤石粉按照一定比例混合，在氮气中600℃焙烧2h后，球磨至粒度为1.8μm。
以下实施例和对比例中使用的添加剂B通过如下方法制备：将云母粉和萤石粉按照一定比例混合，在空气中600℃焙烧2h后，球磨至粒度为1.8μm。
以下实施例和对比例中使用的添加剂C通过如下方法制备：将云母粉在氮气中600℃焙烧2h后，球磨至粒度为1.8μm。
以下实施例和对比例中使用的添加剂D通过如下方法制备：将萤石粉在氮气中600℃焙烧2h后，球磨至粒度为1.8μm。
以下实施例和对比例中使用的玻璃粉通过如下方法制备：玻璃粉原料为45wt%的Pb3O4、28wt%的CaO、23wt%的SiO2和4wt%的B2O3，将玻璃粉原料混合均匀后，将所得混合物置于1350℃的熔炼炉中进行熔炼，保温时间1.5h，得到的玻璃溶液进行水淬后得到玻璃，将玻璃破碎成玻璃渣，并将玻璃渣用球磨机磨成粒度1.5μm，干燥得玻璃粉。
以下实施例和对比例中使用的有机载体通过如下方法制备：将 65g松油醇和3g大豆卵磷脂在烧杯中搅拌加热到 70℃后，再加入8g 乙基纤维素继续搅拌完全溶解后，再加入24g丁基卡必醇醋酸酯，保温搅拌30分钟，得到有机载体。
实施例1：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、添加剂A 1g（云母粉和萤石粉的质量比为1：1）和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
实施例2：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、添加剂A 1g（云母粉和萤石粉的质量比为1：3）和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
实施例3：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、添加剂A 1g（云母粉和萤石粉的质量比为3：1）和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
实施例4：
将钌酸铋2g、玻璃粉4g、添加剂A 1g（云母粉和萤石粉的质量比为1：1）和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例1：
将钌酸铋2g、玻璃粉4g和有机载体4g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例2：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g和有机载体4g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例3：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、云母粉0.5g、萤石粉0.5g和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例4：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、添加剂B 1g（云母粉和萤石粉的质量比为1：1）和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例5：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、添加剂C 1g和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例6：
将钌酸铅2g、玻璃粉4g、添加剂D 1g和有机载体3g搅拌均匀，然后上三辊轧机辊轧至细度≤7μm，得到电阻浆料。
对比例1与实施例1的区别为对比例1以钌酸铋为导电相材料，且配方中未采用由云母粉和萤石粉在保护气体中焙烧而成的添加剂A。
对比例2与实施例1的区别为对比例2配方中未采用添加剂A。
对比例3与实施例1的区别为对比例3配方中直接采用云母粉和萤石粉混合材料，未进行焙烧。
对比例4与实施例1的区别为对比例4配方中采用的添加剂由云母粉和萤石粉在常压空气中焙烧而成，未进行氮气保护。
对比例5、6与实施例1的区别为对比例5、6配方中采用的添加剂分别由云母粉和萤石粉在保护气体中焙烧而成。
测试例：
将实施例与对比例获得的电阻浆料通过丝网印刷印刷到陶瓷弹性基片上，得到如图1所示的3mm×3mm的厚膜电阻图形，经过150℃干燥10min，在850℃的带式烧结炉中进行烧结，烧结周期为60min，峰值保温10min，制成测试样品，对电阻阻值（R）、应变系数（GF）进行测试，结果如表1所示。
应变系数的计算方法如下：
应变系数表征厚膜应变电阻的压阻效应，应变系数不仅是厚膜压力传感器满量程输出的决定性因素，也是厚膜压力传感器灵敏度的决定性因素。
式1为应变系数的定义式：
Figure 643612DEST_PATH_IMAGE001
（1）
式1中，GF为应变系数，△R/R为阻值的相对变化量，ε为应变值。根据应变系数的定义式，计算厚膜电阻的应变系数的值需要测量阻值的变化量和应变值。本文通过悬臂梁技术来测量。
如图2所示，测量时，印有厚膜电阻的基片一端被固定，另一端施加压力，发生形变的距离用千分表测量，同时使用LCR数字电桥测量电阻的变化值。根据力学弹性元件相关公式2，基片一端承压、一端固定时，厚膜电阻的应变为：
Figure 560753DEST_PATH_IMAGE002
（2）
式2中，如图2所示，P代表作用力的大小，h、b分别代表陶瓷弹性基片的厚度、宽度，l代表施力点到厚膜电阻中央的距离，E为弹性模量。已知式3：
Figure 340490DEST_PATH_IMAGE003
（3）
式3中，如图2所示，f为弹性基片受力后发生形变的距离，L为施力点到基片被固定一端支点的距离。结合式2和式3可得式4：
Figure 735699DEST_PATH_IMAGE004
（4）
式4建立了ε和f的关系式，f的数值通过千分表测量得到，h、L、l的数值根据基片尺寸和实验条件确定，将计算出的ε值代入式1中，得出厚膜电阻的应变系数。
测量过程如下：
（1）测量并记录厚膜电阻的初始电阻值
Figure 222175DEST_PATH_IMAGE005
；
（2）用固定台将基片一端夹紧并做位置标记，印有厚膜电阻的一面朝向上方，压力加载在基片另一端处并做位置标记，同时，在非固定端下侧放置千分表，表的测杆轴线垂直于陶瓷基片平面，调整千分表位置，使测头接触陶瓷基片，并对陶瓷基片产生预压力，此时电阻值不应该发生变化；
（3）在陶瓷基片非固定端施加一定的压力，观察千分表的读数，且记录此时千分表的读数f，同时观察并记录电阻值
Figure 44638DEST_PATH_IMAGE006
；
（4）计算出电阻的相对变化量并根据式4计算出应变值，带入式1中，得到厚膜电阻的应变系数GF。
表1：实施例和对比例的电阻浆料制成的电阻的阻值和应变系数
Figure 311671DEST_PATH_IMAGE007
根据表1，通过对比本发明实施例1与对比例1、实施例4与对比例2可以看出，在以钌酸铅、钌酸铋为导电相的电阻浆料中添加由云母粉和萤石粉在保护气体中焙烧而成的添加剂之后，所制成的电阻的应变系数明显变大。实施例1-3表明添加剂中的云母粉和萤石粉的质量比在1：3到3：1的范围内均具有显著增大应变系数的效果。
通过对比本发明实施例1与对比例3可以看出，添加剂中的云母粉和萤石粉需经过焙烧后，才会使电阻浆料的应变系数明显变大。
通过对比本发明实施例1与对比例4可以看出，添加剂中的云母粉和萤石粉需在氮气保护下焙烧后，才会使电阻浆料的应变系数明显变大，在空气中焙烧并不能使应变系数明显变大。
通过对比本发明实施例1与对比例5、6可以看出，云母粉和萤石粉混合后在氮气保护下焙烧制成的添加剂才能使电阻浆料的应变系数明显变大，云母粉或萤石粉单独焙烧制成的添加剂并不能使应变系数明显变大，表明云母粉和萤石粉的共同作用产生了显著增大应变系数的效果。

Claims (10)

1.一种电阻浆料，其特征在于，所述电阻浆料包含导电粉末、玻璃粉、应变系数调节剂和有机载体；所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃-650℃焙烧而成；以电阻浆料总质量计，所述电阻浆料中，导电粉末的含量为15wt%-25wt%，玻璃粉的含量为30wt%-50wt%，所述应变系数调节剂的含量为10wt%-15wt%，有机载体的含量为25wt%-40wt%。
2.如权利要求1所述的电阻浆料，其特征在于，所述导电粉末包含选自钌酸铅和钌酸铋中的一种或两种。
3.如权利要求1所述的电阻浆料，其特征在于，所述导电粉末的粒度为1μm-2μm。
4.如权利要求1所述的电阻浆料，其特征在于，所述玻璃粉包含Pb-B-Ca-Si体系的玻璃粉。
5.如权利要求1所述的电阻浆料，其特征在于，所述玻璃粉的粒度为1μm-2μm。
6.如权利要求1所述的电阻浆料，其特征在于，所述电阻浆料具有以下一项或多项特征：
作为所述应变系数调节剂的原料的云母粉和萤石粉的粒度为1.5μm-2μm；
所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃-650℃焙烧1.5h-2.5h而制成；
所述应变系数调节剂的粒度为1.5μm-2μm；
所述有机载体包含树脂、有机添加剂和有机溶剂，以有机载体的总质量计，所述有机载体中，树脂的含量为8wt%-15wt%，有机添加剂的含量为1wt%-5wt%，有机溶剂的含量为80wt%-90wt%。
7.如权利要求6所述的电阻浆料，其特征在于，所述电阻浆料具有以下一项或多项特征：
所述树脂包括选自松香树脂、乙基纤维素、羟基纤维素和甲基纤维素中的一种或多种；
所述有机添加剂包括卵磷脂；
所述有机溶剂包括选自酯类溶剂、醇类溶剂和醚类溶剂中的一种或多种。
8.由权利要求1-7中任一项所述的电阻浆料制备得到的厚膜电阻。
9.一种厚膜压力传感器，其特征在于，所述厚膜压力传感器含有权利要求8所述的厚膜电阻。
10.应变系数调节剂在增大电阻浆料的应变系数中的应用，其特征在于，所述应变系数调节剂由质量比为3：1到1：3的云母粉和萤石粉在氮气保护下于550℃-650℃焙烧而成。
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