CN115216734B - 一种提高铂膜与基底材料结合力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，包括：在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜；将镀膜后的玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的玻璃柱基底加热到软化温度并保温，基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的玻璃柱基底的柱形状态；自然冷却玻璃柱基底完成烧结操作，使得铂膜与玻璃柱基底的端面牢固结合；本发明保证铂膜的厚度均一且不会发生铂膜沉积不同而发生断裂的问题，提高了铂膜和玻璃的结合度，也提高了铂膜的稳定性和使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及铂薄膜电阻温度计制备过程技术领域，具体涉及一种提高铂膜与基底材料结合力的方法。
背景技术
铂薄膜电阻温度计应用于激波风洞测热，激波风洞时间一般只有几毫秒到几十毫秒，在测热时就需要传感器具有较高的频响，而市面上的铂电阻传感器的响应时间不能满足高频响的要求，因此研制具有高频响的铂膜电阻温度计，传感器频响可达1MHz，能够满足激波风洞(试验时间5～30ms)测热要求，铂薄膜电阻温度计测温基本原理：当温度增加时，自由电子的动能增加，这样改变了自由电子的运动方式，使之形成定向运动所需要的能量增加，这反映在电阻上，阻值就会增加。这种关系一般描述可以描述为，Rt＝R0(1+αt)其中Rt:温度为t时的电阻值，R0：零摄氏度时的电阻值，α：热电阻的温度系数(1/℃)，表示单位温度引起的电阻阻值相对变化。
铂薄膜电阻热流传感器共有四部分，玻璃柱(作为基底承载铂膜和银浆线)、铂膜(玻璃柱端面)、两条银浆线(玻璃柱母线，连接铂膜两端)、尾部导线，铂薄膜电阻热流传感器经过镀膜、烧结、画银浆线、烧结、焊导线、标定、老化后最终形成合格的产品。
但是现有在镀膜后烧结以及银浆线后烧结的工作步骤大多为：玻璃基底镀完铂膜定型后，或者玻璃基底上画完银浆线定型后，放置在高温炉中(温度为玻璃软化温度)，加热1h，然后自然冷却，铂膜在烧结过程中自动浸入玻璃基底内，提高铂膜和玻璃的结合度，以及银线和玻璃的结合度。
但是由于玻璃柱基底呈软化状态时，其表面呈流动状态，铂膜(或银线)在玻璃柱基底端面的膜厚可能因为在软化状态的玻璃内的自由浸入量不同，导致铂膜(或银线)厚度变化，甚至产生断裂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，以解决现有技术中铂膜(或银线)在玻璃柱基底端面的膜厚可能因为在软化状态的玻璃内的自由浸入量不同，导致铂膜(或银线)厚度变化，甚至产生断裂的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，包括以下步骤：
步骤100、在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜；
步骤200、将镀膜后的所述玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温，所述基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压所述玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的所述玻璃柱基底的柱形状态；
步骤300、自然冷却所述玻璃柱基底完成烧结操作，使得铂膜与所述玻璃柱基底的端面牢固结合。
作为本发明的一种优选方案，在步骤100中，在玻璃柱基底的端面上沉积铂膜的方式为真空蒸发溅射方式、真空磁控溅射方式以及刷涂铂浆烤制方式的其中一种方式。
作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，所述基柱卡架先受力旋转，所述基柱卡架的多轴卡柱绕所述基柱卡架的中心位置公转，且所述基柱卡架上的多轴卡柱与所述玻璃柱基底的侧曲面产生摩擦力，所述基柱卡架上的多轴卡柱在摩擦力带动下绕其安装位置自转以滚压所述玻璃柱基底的侧曲面。
作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温时，对所述玻璃柱基底的端面施加压力，通过施压迫使部分的所述铂膜渗进所述玻璃柱基底的端面内，以提高铂膜和玻璃的结合度。
作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，每次对所述玻璃柱基底烧结的实现操作为：将高温炉升至所述玻璃柱基底的软化温度、保持软化温度、自然冷却至所述玻璃柱基底定型温度；
完成烧结操作后，利用所述基柱卡架将所述玻璃柱基底上升至卸料位，将烧结完成的所述玻璃柱基底从所述基柱卡架拆卸，并重新装入新的镀膜后的所述玻璃柱基底。
作为本发明的一种优选方案，多个均匀分布的所述基柱卡架设置在高温炉的底部，且所述基柱卡架在所述高温炉的底部呈并排分布，所述高温炉的内部在每排所述基柱卡架的侧边均设有封盖长板，且每个所述封盖长板的两端均通过延长杆活动安装在所述高温炉的两个平行侧壁上；
所述封盖长板朝向所述基柱卡架的表面设有与所述基柱卡架的包围内径一一对应的加压塞块，所述封盖长板以所述延长杆为圆心做旋转运动，直至所述加压塞块抵在所述玻璃柱基底的端面，以对所述玻璃柱基底的端面施加压力。
作为本发明的一种优选方案，每个所述封盖长板两端的所述延长杆上均设有被动轮体，所述封盖长板同侧的所述延长杆上方设有与所述被动轮体啮合传动的齿条板，所述高温炉的侧壁上安装有与所述齿条板连接的直线驱动电机，所述直线驱动电机通过带动所述齿条板线性移动以驱动所述封盖长板以所述延长杆为圆心做旋转运动。
作为本发明的一种优选方案，所述基柱卡架包括设置在所述高温炉底部的环形基座，以及多个均匀分布在所述环形基座上表面的定型滚动柱，多个所述定型滚动柱的内侧形成与所述玻璃柱基底直径相同的包围圈，每个所述定型滚动柱的下端通过轴承座活动安装在所述环形基座的内部，所述环形基座的下方安装有用于驱动所述环形基座旋转的驱动组件，所述玻璃柱基底的侧曲面与所述定型滚动柱产生摩擦作用，且所述玻璃柱基底带动所述定型滚动柱绕其中心轴自转，以维持软化的所述玻璃柱基底的柱形状态。
作为本发明的一种优选方案，所述驱动组件包括活动安装在所述环形基座下表面中心位置的支撑立柱，以及设置在所述环形基座下表面的被动齿轮，所述被动齿轮固定安装在所述环形基座的下表面且所述被动齿轮套设在所述支撑立柱的外表面；
所述支撑立柱上安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴上安装有与所述被动齿轮啮合的驱动齿轮。
作为本发明的一种优选方案，所有所述支撑立柱的下端集成在一个平面板上，所述平面板的下方设有至少一个用于推动所述平面板线性移动的推动气缸；
所述推动气缸在所述封盖长板旋转至竖直状态时推动所述平面板位移，以将所述定型滚动柱内部的所述玻璃柱基底拆下；
所述推动气缸在所述封盖长板旋转至水平状态时反向拉动所述平面板位移，以将所述环形基座卡嵌在所述高温炉的底部。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
本发明通过高温加热玻璃柱基底软化，在此过程中，通过对玻璃柱基底的侧曲面施压滚动式压力保持基底的柱形状态，保证传感器形态不变，且同时对铂膜施压，加快铂会渗进玻璃基底内的效率，同时保证铂膜的厚度均一且不会发生铂膜沉积不同而发生断裂的问题，提高了铂膜和玻璃的结合度，也提高了铂膜的稳定性和使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的提高结合力方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的高温炉的俯视示意图；
图3为本发明实施例提供的基柱卡架的安装结构示意图。
图中的标号分别表示如下：
1-基柱卡架；2-高温炉；3-封盖长板；4-延长杆；5-加压塞块；6-被动轮体；7-齿条板；8-直线驱动电机；9-平面板；10-推动气缸；
11-环形基座；12-定型滚动柱；13-驱动组件；
131-支撑立柱；132-被动齿轮；133-驱动电机；134-驱动齿轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供了一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，本实施方式中的铂膜电阻热流传感器共有四部分，玻璃柱(作为基底承载铂膜和银浆线)、铂膜(设置在玻璃柱端面)、两条银浆线(设置在玻璃柱母线且连接铂膜两端)以及尾部导线，尾部导线焊接在两条银浆线的端点。
铂膜电阻热流传感器经过镀膜、烧结、画银浆线、烧结、焊导线、标定、老化后最终形成合格的产品。
本实施方式中提高铂膜与基底材料结合力的方法，同样可以应用在提高银浆线与基底材料结合力的制作步骤中。
其中，提高铂膜与基底材料结合力的方法包括以下步骤：
步骤100、在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜。
在步骤100中，在玻璃柱基底的端面上沉积铂膜的方式为真空蒸发溅射方式、真空磁控溅射方式以及刷涂铂浆烤制方式的其中一种方式，铂金属随温度线性变化，因为铂膜厚度较薄，因此传感器对温度的响应比较敏感，因此铂膜电阻温度计才具有高频响的特点。
步骤200、将镀膜后的玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的玻璃柱基底加热到软化温度并保温，基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的玻璃柱基底的柱形状态。
刚镀完铂膜和画完银浆时，铂膜和银浆是浮在玻璃基底表面的，如果不进行热处理烧结，没法直接使用，且非常容易损坏，因此要多次放进高温炉中烧结，使一部分铂膜和银浆渗入玻璃基底内，使其成为一整体，以达到提高铂膜银浆与玻璃基底的结合度的目的。
在步骤200中，玻璃柱基底的软化温度为500℃～550℃，高温炉中的温度一般是设置在玻璃的软化温度，具体根据玻璃的软化温度来调整。
且基柱卡架先受力旋转，基柱卡架的多轴卡柱绕基柱卡架的中心位置公转，且基柱卡架上的多轴卡柱与玻璃柱基底的侧曲面产生摩擦力，基柱卡架上的多轴卡柱在摩擦力带动下绕其安装位置自转以滚压玻璃柱基底的侧曲面。
作为本实施方式的优选方案，在步骤200中，对镀膜后的玻璃柱基底加热到软化温度并保温时，对玻璃柱基底的端面施加压力，施压迫使部分的铂膜渗进玻璃柱基底的端面内，以提高铂膜和玻璃的结合度。
现有提高铂膜与基底材料结合力的方式大多为：玻璃基底镀完铂膜后，放置在高温炉中(温度为玻璃软化温度)，加热1h，然后自然冷却，测量铂膜两端电阻，在此过程中玻璃软化时，一部分铂会渗进玻璃基底内，因此提高了铂膜和玻璃的结合度，提高了铂膜的稳定性和使用寿命。
即现有的方式大多通过玻璃软化和冷却过程时，直接影响玻璃柱基地的显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布，因此铂膜会通过自然方式渗进晶粒气孔中，从而提高了铂膜和玻璃的结合度。
但是由于玻璃柱基底呈软化状态时，其表面呈流动状态，铂膜在玻璃柱基底端面的膜厚可能因为软化状态的玻璃而发生厚度变化，甚至断裂的可能，本实施方式通过两个方式解决这一问题。
第一种方式，在高温炉内设置基柱卡架，当玻璃柱基底加热到软化温度时，基柱卡架通过多轴自转运动方式维持镀膜后的玻璃柱基底的柱形状态，这样自然冷却后的玻璃柱基底的形态与初始的玻璃柱基底形态完全相同，在提高铂膜与基底材料结合力的同时，保证了玻璃柱基底的形态前后一致性。
第二种方式，玻璃柱基底软化时，对玻璃柱基底的端面施加压力，一方面通过施压迫使部分的铂膜渗进玻璃柱基底的端面内，第二方面，保证了铂膜的厚度均一性，整个铂膜统一的渗进玻璃柱基底的端面，避免发生铂膜断裂的问题。
需要补充说明的是，为了对铂膜施压时，造成铂膜本身的磨损，本实施方式中，玻璃柱基底在基柱卡架内始终保持静止状态，基柱卡架对玻璃柱基底的侧曲面进行滚动式挤压，来以维持镀膜后的玻璃柱基底的柱形状态，因此对玻璃柱基底的端面施压时，施压面和基底端面保持相对静止，因此减少施压过程中的摩擦，保证铂膜总厚度不变，同时提高铂膜与基底之间的结合力。
步骤300、自然冷却完成烧结操作，使得铂膜与玻璃柱基底的端面牢固结合。
在步骤300中，每次对玻璃柱基底烧结的实现操作为：将高温炉升至玻璃柱基底的软化温度、保持软化温度、自然冷却至玻璃柱基底定型温度。
完成烧结操作后，利用基柱卡架将玻璃柱基底上升至卸料位，将烧结完成的玻璃柱基底从基柱卡架拆卸，并重新装入新的镀膜后的玻璃柱基底。
在本实施方式中，基柱卡架不仅可以通过多轴自转对玻璃柱基底的侧曲面进行滚压，以维持软化的玻璃柱基底的形态，同时还可以上下升降，以方便操作人员完成玻璃柱基底的装载和拆卸。
其中，如图2和图3所示，高温炉2的内部具体结构为：多个均匀分布的基柱卡架1设置在高温炉2的底部，且基柱卡架1在高温炉2的底部呈并排分布，高温炉2的内部在每排基柱卡架1的侧边均设有封盖长板3，且每个封盖长板3的两端均通过延长杆4活动安装在高温炉2的两个平行侧壁上。
封盖长板3朝向基柱卡架1的表面设有与基柱卡架1的包围内径一一对应的加压塞块5，封盖长板3以延长杆4为圆心做旋转运动，直至加压塞块5抵在玻璃柱基底的端面，以对玻璃柱基底的端面施加压力。
封盖长板3的主要目的是对玻璃柱基底的端面进行施压作用，加压塞块5的具体尺寸与玻璃柱基底的端面尺寸相同，具体的施压原理为：封盖长板3绕延长杆4做旋转运动，其中延长杆4处于封盖长板3的端部，当封盖长板3旋转至水平状态时，加压塞块5恰好处于基柱卡架1的包围内径，实现对玻璃柱基底的端面挤压作用，当封盖长板3旋转至竖直状态时，封盖长板3的中心轴线与基柱卡架1的中心轴线平行，基柱卡架1可自由实现升降工作。
其中，封盖长板3旋转工作的具体实现结构为：
每个封盖长板3两端的延长杆4上均设有被动轮体6，封盖长板3同侧的延长杆4上方设有与被动轮体6啮合传动的齿条板7，高温炉2的侧壁上安装有与齿条板7连接的直线驱动电机8，直线驱动电机8通过带动齿条板7线性移动以驱动封盖长板3以延长杆4为圆心做旋转运动。
直线驱动电机8外伸或者内缩工作时，通过齿条板7带动被动轮体6正向或者反向旋转，进而驱动封盖长板3旋转，完成施压操作，以及释放基柱卡架1的操作。
基柱卡架1包括设置在高温炉2底部的环形基座11，以及多个均匀分布在环形基座11上表面的定型滚动柱12，多个定型滚动柱12的内侧形成与玻璃柱基底直径相同的包围圈。
每个定型滚动柱12的下端通过轴承座活动安装在环形基座11的内部，环形基座11的下方安装有用于驱动环形基座11旋转的驱动组件13，玻璃柱基底的侧曲面与定型滚动柱12产生摩擦作用，且玻璃柱基底带动定型滚动柱12绕其中心轴自转，以维持软化的玻璃柱基底的柱形状态。
在本实施方式中，驱动组件13先驱动环形基座11旋转，定型滚动柱12整体随着环形基座11旋转而转动，进而由于玻璃柱基底的侧曲面与定型滚动柱12产生摩擦作用，则玻璃柱基底带动定型滚动柱12绕其中心轴自转，以维持软化的玻璃柱基底的柱形状态。
因此本实施方式先利用定型滚动柱12公转，再随即带动定型滚动柱12自转，以维持玻璃柱基底的柱形状态。
驱动组件13包括活动安装在环形基座11中心位置的支撑立柱131，以及设置在环形基座11下表面的被动齿轮132，被动齿轮132固定安装在环形基座11的下表面且被动齿轮132套设在支撑立柱131的外表面，支撑立柱131上安装有驱动电机133，驱动电机133的输出轴上安装有与被动齿轮132啮合的驱动齿轮134。
在本实施方式中，驱动组件13与环形基座11之间具体还是通过齿轮啮合方式进行传动。
所有支撑立柱131的下端集成在一个平面板9上，平面板9的下方设有至少一个用于推动平面板9线性移动的推动气缸10。
进一步的，基柱卡架1整体还可以完成升降工作，具体的，推动气缸10在封盖长板3旋转至竖直状态时推动平面板9位移，以将定型滚动柱12内部的玻璃柱基底拆下，推动气缸10在封盖长板3旋转至水平状态时反向拉动平面板9位移，以将环形基座11卡嵌在高温炉2的底部，从而方便安装和拆卸玻璃柱基底。
另外，还需要特别说明的是，铂膜电阻热流传感器的整个制备过程如下：
1、玻璃柱基底镀完铂膜后，初步定型后放置在高温炉中温度为玻璃软化温度，加热1h，然后自然冷却，测量铂膜两端电阻，在此过程中玻璃软化时，一部分铂会渗进玻璃基底内，因此提高了铂膜和玻璃的结合度，提高了铂膜的稳定性和使用寿命；
2、然后在铂膜两端面上画银浆(作为铂膜的导线)，初步定型后放置在高温炉中温度为玻璃软化温度，加热1h，然后自然冷却，测量铂膜两端电阻，此过程中在玻璃软化时，一部分银浆会渗入玻璃内，提高了银浆和玻璃的结合度，此时银浆比较薄，在使用过程中容易断；
3、然后在原有银浆基础上再画一遍银浆，重复步骤2进行多次烧结，目的仍然是提高银浆和玻璃结合度，并使银浆层加厚，方便后续在传感器尾部焊导线。
对于上述制备步骤，均可以通过高温炉以及高温炉的基底支架上完成烧结操作，银浆凝固在玻璃柱基底的母线形成银线，银线本身通过定型滚动柱12的滚动挤压作用下加快浸入玻璃柱基底的速率，由于银的熔点为961.93℃，小于软化温度550℃，因此在玻璃软化温度时，定型的银浆不会发生流动或者软化，从而定型滚动柱12只会加快银线浸入玻璃柱基底，而不会由于挤压产生银线断裂或者磨损的问题。
因此本实施方式通过高温加热玻璃柱基底软化，在此过程中，通过对玻璃柱基底的侧曲面施压滚动式压力保持基底的柱形状态，保证传感器形态不变，且同时对铂膜施压，加快铂会渗进玻璃基底内的效率，同时保证铂膜的厚度均一且不会发生铂膜沉积不同而发生断裂的问题，提高了铂膜和玻璃的结合度，也提高了铂膜的稳定性和使用寿命。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
Claims (9)
1.一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤100、在玻璃柱基底的端面上沉积10～100nm的铂膜；
步骤200、将镀膜后的所述玻璃柱基底依次放置在高温炉的多个基柱卡架上，对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温，所述基柱卡架通过多轴自转运动方式滚压所述玻璃柱基底的侧曲面，以维持镀膜后的所述玻璃柱基底的柱形状态；
在步骤200中，所述基柱卡架先受力旋转，所述基柱卡架的多轴卡柱绕所述基柱卡架的中心位置公转，且所述基柱卡架上的多轴卡柱与所述玻璃柱基底的侧曲面产生摩擦力，所述基柱卡架上的多轴卡柱在摩擦力带动下绕其安装位置自转以滚压所述玻璃柱基底的侧曲面；
对镀膜后的所述玻璃柱基底加热到软化温度并保温时，对所述玻璃柱基底的端面施加压力，通过施压迫使部分的所述铂膜渗进所述玻璃柱基底的端面内，以提高铂膜和玻璃的结合度；
步骤300、自然冷却所述玻璃柱基底完成烧结操作，使得铂膜与所述玻璃柱基底的端面牢固结合。
2.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
在步骤100中，在玻璃柱基底的端面上沉积铂膜的方式为真空蒸发溅射方式、真空磁控溅射方式以及刷涂铂浆烤制方式的其中一种方式。
3.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
在步骤200中，所述玻璃柱基底的软化温度为500℃～550℃。
4.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
在步骤300中，每次对所述玻璃柱基底烧结的实现操作为：将高温炉升至所述玻璃柱基底的软化温度、保持软化温度、自然冷却至所述玻璃柱基底定型温度；
完成烧结操作后，利用所述基柱卡架将所述玻璃柱基底上升至卸料位，将烧结完成的所述玻璃柱基底从所述基柱卡架拆卸，并重新装入新的镀膜后的所述玻璃柱基底。
5.根据权利要求1所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
多个均匀分布的所述基柱卡架(1)设置在高温炉(2)的底部，且所述基柱卡架(1)在所述高温炉(2)的底部呈并排分布，所述高温炉(2)的内部在每排所述基柱卡架(1)的侧边均设有封盖长板(3)，且每个所述封盖长板(3)的两端均通过延长杆(4)活动安装在所述高温炉(2)的两个平行侧壁上；
所述封盖长板(3)朝向所述基柱卡架(1)的表面设有与所述基柱卡架(1)的包围内径一一对应的加压塞块(5)，所述封盖长板(3)以所述延长杆(4)为圆心做旋转运动，直至所述加压塞块(5)抵在所述玻璃柱基底的端面，以对所述玻璃柱基底的端面施加压力。
6.根据权利要求5所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
每个所述封盖长板(3)两端的所述延长杆(4)上均设有被动轮体(6)，所述封盖长板(3)同侧的所述延长杆(4)上方设有与所述被动轮体(6)啮合传动的齿条板(7)，所述高温炉(2)的侧壁上安装有与所述齿条板(7)连接的直线驱动电机(8)，所述直线驱动电机(8)通过带动所述齿条板(7)线性移动以驱动所述封盖长板(3)以所述延长杆(4)为圆心做旋转运动。
7.根据权利要求5所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
所述基柱卡架(1)包括设置在所述高温炉(2)底部的环形基座(11)，以及多个均匀分布在所述环形基座(11)上表面的定型滚动柱(12)，多个所述定型滚动柱(12)的内侧形成与所述玻璃柱基底直径相同的包围圈，每个所述定型滚动柱(12)的下端通过轴承座活动安装在所述环形基座(11)的内部，所述环形基座(11)的下方安装有用于驱动所述环形基座(11)旋转的驱动组件(13)，所述玻璃柱基底的侧曲面与所述定型滚动柱(12)产生摩擦作用，且所述玻璃柱基底带动所述定型滚动柱(12)绕其中心轴自转，以维持软化的所述玻璃柱基底的柱形状态。
8.根据权利要求7所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
所述驱动组件(13)包括活动安装在所述环形基座(11)下表面中心位置的支撑立柱(131)，以及设置在所述环形基座(11)下表面的被动齿轮(132)，所述被动齿轮(132)固定安装在所述环形基座(11)的下表面且所述被动齿轮(132)套设在所述支撑立柱(131)的外表面；
所述支撑立柱(131)上安装有驱动电机(133)，所述驱动电机(133)的输出轴上安装有与所述被动齿轮(132)啮合的驱动齿轮(134)。
9.根据权利要求8所述的一种提高铂膜与基底材料结合力的方法，其特征在于，
所有所述支撑立柱(131)的下端集成在一个平面板(9)上，所述平面板(9)的下方设有至少一个用于推动所述平面板(9)线性移动的推动气缸(10)；
所述推动气缸(10)在所述封盖长板(3)旋转至竖直状态时推动所述平面板(9)位移，以将所述定型滚动柱(12)内部的所述玻璃柱基底拆下；
所述推动气缸(10)在所述封盖长板(3)旋转至水平状态时反向拉动所述平面板(9)位移，以将所述环形基座(11)卡嵌在所述高温炉(2)的底部。
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Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09105655A (ja) * | 1996-09-30 | 1997-04-22 | Hitachi Ltd | 薄膜抵抗を用いた熱式空気流量検出装置 |
| CN1830058A (zh) * | 2003-07-28 | 2006-09-06 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 带有辅助放电的荧光灯及其制备方法 |
| CN1923735A (zh) * | 2005-09-01 | 2007-03-07 | 奥林巴斯株式会社 | 玻璃旋转体的制造方法及装置 |
| KR100814459B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2008-03-17 | 박진성 | 센서 소자 및 그 제조 방법 |
| CN101143760A (zh) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | 中外炉工业株式会社 | 玻璃基板保持部件及玻璃基板连续煅烧装置 |
| KR20080024558A (ko) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | 한국전기연구원 | 유계 탄소나노튜브 페이스트 조성물과 이를 이용한 유계탄소나노튜브 전극 및 그 제조방법, 그리고 그 유계탄소나노튜브 전극을 이용한 염료감응형 태양전지 |
| CN102749148A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-24 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种薄膜电阻温度计的制作方法 |
| CN103592046A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-02-19 | 中国科学院力学研究所 | 一种整体式热电偶 |
| CN104458046A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 中国航天空气动力技术研究院 | 薄膜铂电阻制造方法 |
| CN109141663A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-04 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种集成式同轴热电偶的制作方法 |
| CN109678329A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-26 | 安徽友谊钢化玻璃有限公司 | 一种钢化玻璃制备工艺 |
| CN110482873A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-22 | 金陵科技学院 | 金属膜在提高玻璃基底的软化温度中的应用 |
| CN210689851U (zh) * | 2019-11-27 | 2020-06-05 | 中国科学院力学研究所 | 一种预埋引线的铂薄膜电阻温度计 |
| CN210893460U (zh) * | 2019-11-27 | 2020-06-30 | 中国科学院力学研究所 | 一种可准确定位的铂薄膜电阻温度计 |
| CN114772909A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-22 | 福建省万达汽车玻璃工业有限公司 | 弯曲玻璃成型模具 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8097926B2 (en) * | 2008-10-07 | 2012-01-17 | Mc10, Inc. | Systems, methods, and devices having stretchable integrated circuitry for sensing and delivering therapy |
-
2022
- 2022-08-09 CN CN202210958461.4A patent/CN115216734B/zh active Active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09105655A (ja) * | 1996-09-30 | 1997-04-22 | Hitachi Ltd | 薄膜抵抗を用いた熱式空気流量検出装置 |
| CN1830058A (zh) * | 2003-07-28 | 2006-09-06 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 带有辅助放电的荧光灯及其制备方法 |
| CN1923735A (zh) * | 2005-09-01 | 2007-03-07 | 奥林巴斯株式会社 | 玻璃旋转体的制造方法及装置 |
| CN101143760A (zh) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | 中外炉工业株式会社 | 玻璃基板保持部件及玻璃基板连续煅烧装置 |
| KR20080024558A (ko) * | 2006-09-14 | 2008-03-19 | 한국전기연구원 | 유계 탄소나노튜브 페이스트 조성물과 이를 이용한 유계탄소나노튜브 전극 및 그 제조방법, 그리고 그 유계탄소나노튜브 전극을 이용한 염료감응형 태양전지 |
| KR100814459B1 (ko) * | 2006-09-29 | 2008-03-17 | 박진성 | 센서 소자 및 그 제조 방법 |
| CN102749148A (zh) * | 2012-07-13 | 2012-10-24 | 中国航天空气动力技术研究院 | 一种薄膜电阻温度计的制作方法 |
| CN103592046A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-02-19 | 中国科学院力学研究所 | 一种整体式热电偶 |
| CN104458046A (zh) * | 2014-12-10 | 2015-03-25 | 中国航天空气动力技术研究院 | 薄膜铂电阻制造方法 |
| CN109141663A (zh) * | 2018-08-17 | 2019-01-04 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种集成式同轴热电偶的制作方法 |
| CN109678329A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-04-26 | 安徽友谊钢化玻璃有限公司 | 一种钢化玻璃制备工艺 |
| CN110482873A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-22 | 金陵科技学院 | 金属膜在提高玻璃基底的软化温度中的应用 |
| CN210689851U (zh) * | 2019-11-27 | 2020-06-05 | 中国科学院力学研究所 | 一种预埋引线的铂薄膜电阻温度计 |
| CN210893460U (zh) * | 2019-11-27 | 2020-06-30 | 中国科学院力学研究所 | 一种可准确定位的铂薄膜电阻温度计 |
| CN114772909A (zh) * | 2022-04-12 | 2022-07-22 | 福建省万达汽车玻璃工业有限公司 | 弯曲玻璃成型模具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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