CN115255832A - 非晶态钎料箔带的加工工艺及薄膜传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于薄膜传感器技术领域,尤其涉及一种用于制作薄膜传感器电极层的非晶态钎料箔带的加工工艺、非晶态钎料箔带、薄膜传感器的加工方法及薄膜传感器,所述加工工艺包括如下步骤:步骤11:将包括A l、Mg、S i、T i的钎料合金进行熔炼,得到母合金锭;步骤12:将母合金锭放入带喷嘴的恒压喷注炉内,对恒压喷注炉加热使母合金锭融化,形成液态合金钎料;步骤13:在惰性气体环境下控制恒压喷注炉内的液态合金钎料由喷嘴喷注到匀速转动的水冷铜辊上,得到非晶态钎料箔带。本发明解决了现有薄膜传感器生产效率低,工艺成本高的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于薄膜传感器技术领域,尤其涉及非晶态钎料箔带的加工工艺及薄膜传感器。
背景技术
目前现阶段的薄膜传感器各层结构的加工方法主要以物理气相沉积为主,但是物理气相沉积原位生长的薄膜传感器致密度较低,加工效率低,耗时较长,成本较高。因此需要提供需要需求一种既能提高生产效率,又能降低工艺成本的薄膜传感器的新工艺。
有鉴于此特提出本发明。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种用于制作薄膜传感器电极层的非晶态钎料箔带的加工工艺、非晶态钎料箔带、薄膜传感器的加工方法及基于金属基底的薄膜传感器,解决了现有薄膜传感器生产效率低,工艺成本高的技术问题。
为解决上述技术问题,本发明第一方面提出了一种用于制作薄膜传感器电极层的非晶态钎料箔带的加工工艺,所述加工工艺包括如下步骤:
步骤11:将包括Al、Mg、Si、Ti的钎料合金进行熔炼,得到母合金锭;
步骤12:将母合金锭放入带喷嘴的恒压喷注炉内,对恒压喷注炉加热使母合金锭融化,形成液态合金钎料;
步骤13:在惰性气体环境下控制恒压喷注炉内的液态合金钎料由喷嘴喷注到匀速转动的水冷铜辊上,得到非晶态钎料箔带。
本发明中,步骤11中将包括Al、Mg、Si、Ti的钎料合金制成钎料粉末,然后将钎料粉末倒入坩埚,放入高真空电弧熔炼装置进行熔炼,得到母合金锭。所述钎料合金中包括50~60重量份的Al,18~35重量份的Mg,1~5重量份的Si,1~3重量份的Ti。
步骤12中,在将母合金锭放入带喷嘴的恒压喷注炉内之前先将母合金锭切割,然后进行超声清洗,以清洗切割过程中的碎屑和杂质,然后将清洗后的母合金锭放入带喷嘴的恒压喷注炉内。恒压喷注炉可选的由石英材质制得,恒压喷注炉的底部设有喷嘴,喷嘴的尺寸可选的长为15mm,宽为0.075mm,且恒压喷注炉的炉身可选地被加热设备有效加热区域覆盖,加热设备可选的为高频感应线圈。所述步骤12中对恒压喷注炉加热至700-750℃,并维持一段时间使母合金锭熔化形成液态合金钎料,本发明使用加热设备如高频感应线圈对恒压喷注炉内母合金锭进行加热至700-750℃,保温一段时间后使母合金锭熔化形成液态合金钎料。
步骤13中,喷嘴的高度调整到至水冷铜辊的辊面的距离可选的为1mm-2mm的位置。利用机械泵和分子泵对恒压喷注炉和水冷铜辊所在的密闭腔室行抽真空处理,当密闭腔室内压力达到第一压力值,如5×10-5Pa时向密闭腔室内反冲惰性气体,如Ar气,当密闭腔室内压力达到第二压力值为,如5×105Pa时停止充入惰性气体,从而使得密闭腔室内形成工艺压力需求的惰性气体环境。
液态合金钎料由喷嘴喷注出前先打开与恒压喷注炉连接的气压阀,以相对压力可选的为0.08Mpa~0.12Mpa向恒压喷注炉内通入干燥惰性气体如Ar气,然后将液态合金钎料从底部喷嘴吹出并喷射到匀速转动的水冷铜辊上,在恒定的气体压力作用下结合匀速转动的水冷铜辊液态合金钎料均匀喷注到水冷铜辊上,水冷铜辊的外圈线速度可选的为20-35m/s。气体压力大小可根据的电极层的厚度来进行调节。步骤13中得到的非晶态钎料箔带的厚度为15um-20um。
本发明第二方面提出了采用本发明第一方面所提出的加工工艺制得的非晶态钎料箔带。
本发明第三方面提出了采用本发明第二方面所提出的非晶态钎料箔带制备薄膜传感器的加工方法,所述加工方法包括如下步骤:
步骤21:将制备好的非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,并放入有机溶液中进行超声清洗;
步骤22:将制备好压电层和绝缘保护层的基于金属基底的薄膜传感器置于焊接腔室内,将清洗后的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层的表面,在真空环境下对非晶态钎料箔带施加压力,并对焊接腔室进行加热以使绝缘保护层和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
步骤23:待绝缘保护层和非晶态钎料箔带之间扩散焊接完成后停止对焊接腔室加热,待焊接炉冷却后即得由非晶态钎料箔带制备电极层的薄膜传感器。
本发明中,步骤21中根据所需要的电极层的尺寸将非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,电极层一般由外电极和内电极组成,非晶态钎料箔带可裁剪成与外电极和内电极对应的形状和尺寸。然后将裁剪好的非晶态钎料箔带放入有机溶液中进行超声清洗以清洗裁剪过程中产生的碎屑和杂质。所述有机溶液可选地为易挥发的丙酮溶液或酒精溶液,超声清洗时间选地为5-10min。
步骤22中,压电层与金属基底之间、压电层与绝缘保护层之间优选为原子级别结合,所述原子级别结合为采用物理气相沉积技术、化学气相沉积技术和脉冲激光沉积技术中的任一种。然后将生成有压电层和绝缘保护层的金属基底置于焊接腔室内,将裁剪好的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层表面,然后将焊接腔室抽至真空形成真空环境,并通过施压装置如上压头对非晶态钎料箔施加压力,可选地,在真空度小于5×10-3Pa的真空环境下对非晶态钎料箔带施加压力为2Mpa-10Mpa。再对焊接腔室采用加热装置进行加热,焊接腔室可选的为加热装置有效加热区域覆盖,加热装置可选的为高频感应线圈,可选地,以5℃/min-15℃/min的加热速度对焊接炉进行加热,待焊接炉温度升至550℃-580℃时,保温10min-30min以使绝缘保护层和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接。
步骤23中,停止对焊接腔室加热后焊接腔室可以采取自然冷却的方式,为了加快冷却速度,还可通过对焊接腔室内吹冷风或将焊接腔室置于低温环境中以加快降温,可选的以5℃/min-10℃/min的降温速度对焊接炉进行降温处理,直至焊接炉降温至200℃以下,然后随炉冷却,得到由非晶态钎料箔带制备电极层的薄膜传感器。
本发明第三方面提出了一种基于金属基底的薄膜传感器,所述薄膜传感器采用本发明第二方面所提出的加工方法制得。
本发明的基于金属基底的薄膜传感器从里至外依次为压电层、绝缘保护层和电极层。压电层是声信号与电信号相互转换的绝缘保护层结构,绝缘保护层是保护压电层的作用,减少各种复杂服役环境对压电层的影响,提高传感器的服役寿命。外层金属电极层具有发出和接收电信号的作用。金属基底的材质、大小可根据应用场景的不同而设计形态材质各异的基底,优选为螺栓基底。本发明所述的金属基底的材料可选的为不锈钢、钛合金、高温合金、铝合金中的任一种;所述压电层的材料可选的为氧化锌、氮化铝、硫化镉、硫化锌、氧化坦、铌酸锂、钛酸铅以及聚偏氟乙烯中的任一种,所述压电层的材料形成的薄膜的厚度为0.1μm-30μm;所述电极层的材料为包括Al,Mg,Si,Ti的金属合金,优选的,所属金属合金中包括50~60重量份的Al,18~35重量份的Mg,1~5重量份的Si,1~3重量份的Ti;绝缘保护层的材料可选的为三氧化二铬、氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、金刚石及掺杂金刚石中的任一种。所属压电层的厚度根据声波的频率选择而设置不同,一般在0.1μm-30μm,所述绝缘保护层的材料形成的薄膜的厚度为0μm-50μm。所述电极层的材料形成的薄膜的厚度为0.1μm-50μm。
采用上述技术方案后,本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
采用本发明制得的薄膜传感器拓展了中低温场景应用条件下的薄膜传感器的外层电极的材料。针对外层电极材料与绝缘保护层的结合问题,尝试的新的连接方法。在压电层再结晶温度下,实现了铝基外层电极的连接问题。并且由于非晶态合金金属的性能优异,因而提高了外层电极的服役寿命。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
附图作为本发明的一部分,用来提供对本发明的进一步的理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,但不构成对本发明的不当限定。显然,下面描述中的附图仅仅是一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中:
图1:为本发明实施例1的加工工艺的设备图。
图2:为本发明实施例2~6的加工工艺图。
其中:1-气压阀;2-真空密封阀;3-加热设备;4-恒压喷注炉;5-钎料;6-喷嘴;7-水冷铜辊;8上压头;9-电极层;10-绝缘保护层;11-压电层;12-金属基底。
需要说明的是,这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“接触”、“连通”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了解决现有技术制备薄膜传感器的效率低,工艺成本高技术问题,本实施例提出了一种用于制作薄膜传感器电极层的非晶态钎料箔带的加工工艺、薄膜传感器的加工方法及基于金属基底的薄膜传感器,提出了薄膜传感器的制作新思路,极大提高了薄膜传感器的生产效率、显著降低工艺生产成本。
目前薄膜传感器的制造工艺制造里面尚未采用到扩散焊接这种高效的连接工艺方法,相对于现阶段的物理气相沉积工艺,通过制作非晶态钎料箔带后采用非晶态钎料箔带采用扩散焊接工艺制造的外层电极结构更加致密,结合强度更高。铝基非晶态合金润湿性好、强度高、耐腐蚀性能良好,采用非晶态合金金属作为外层电极,实现了低于单质铝熔点温度连接外层铝电极,很好的保护了薄膜传感器的功能性,也拓展了外层金属电极的种类。
实施例1
本实施例公开了用于制作薄膜传感器电极层9的非晶态钎料箔带的加工工艺,本实施例的加工工艺的设备如图1所示,包括恒压喷注炉4和水冷铜棍,恒压喷注炉4和水冷铜棍共同置于一密闭腔室内。恒压喷注炉4内设有容纳母合金锭5的密闭腔室,在恒压喷注炉4的底部设有喷嘴6,水冷铜棍位于恒压喷注炉4的下方且与喷嘴6相对的位置。喷嘴6依据电极层9的大小需求来设计,例如喷嘴6形状为长为15mm,宽为0.075mm的扁平结构。当钎料溶液由喷嘴6以均匀的速度落到水冷铜辊7上时,起到快速冷却钎料从而制成带状的钎料。密闭腔室和恒压喷注炉4内分别连接有用于惰性气体通入的第一管道,第一管道上设有控制惰性气体充入的气压阀1,通过向恒压喷注炉4内通入气体以调节喷嘴6喷注的流速。恒压喷注炉4内还连接有用于抽真空的第二管道,第二管道连接真空泵,第二管道上设有控制恒压喷注炉4的真空度的真空密封阀2。本实施例的工艺设备还包括加热设备3,恒压喷注炉4的炉身被加热设备3有效加热区域覆盖,用来加热恒压喷注炉4内的母合金锭5,加热设备3可选的为高频电感线圈。
实施例2~5
采用实施例2~5为采用实施例1的加工设备制作薄膜传感器电极层9的非晶态钎料箔带的加工工艺。
实施例2,非晶态钎料箔带的加工工艺包括如下步骤:
步骤S11,将包含50重量份Al,18重量份Mg,1重量份Si,1重量份Ti的钎料合金制成钎料粉末,将称取的钎料粉末倒入坩埚,放入高真空电弧熔炼装置进行熔炼,得到母合金锭5。
步骤S12,将母合金锭5切割,然后进行超声清后放入带喷嘴6的恒压喷注炉4内,将喷嘴6的高度调整到至辊面的距离为1mm的位置,对密闭腔室内进行抽真空处理,当真空度达到5×10-5Pa,向腔体内反冲Ar气,并冲至压力为5×105Pa;
对恒压喷注炉4加热至700℃,保温一段时间后形成液态合金钎料。
步骤S13,打开恒压喷注炉4内连接的气压阀1,以相对压力为0.08Mpa向石英管内通入干燥Ar气,将液态的合金钎料从恒压喷注炉4底部的喷嘴6吹出并喷射到匀速转动的水冷铜辊7上,水冷铜辊7的外圈线速度为20m/s,得到厚度为15μm的非晶态钎料箔带。
实施例3,非晶态钎料箔带的加工工艺包括如下步骤:
步骤S11,将包含55重量份Al,25重量份Mg,2重量份Si,1.5重量份Ti的钎料合金制成钎料粉末,将称取的钎料粉末倒入坩埚,放入高真空电弧熔炼装置进行熔炼,得到母合金锭5。
步骤S12,将母合金锭5切割,然后进行超声清后放入带喷嘴6的恒压喷注炉4内,将喷嘴6的高度调整到至辊面的距离为2mm的位置,对密闭腔室内进行抽真空处理,当真空度达到5×10-5Pa,向腔体内反冲Ar气,并冲至压力为5×105Pa;
对恒压喷注炉4加热至750℃,保温一段时间后形成液态合金钎料。
步骤S13,打开恒压喷注炉4内连接的气压阀1,以相对压力为0.12Mpa向石英管内通入干燥Ar气,将液态的合金钎料从恒压喷注炉4底部的喷嘴6吹出并喷射到匀速转动的水冷铜辊7上,水冷铜辊7的外圈线速度为35m/s,得到厚度为18μm的非晶态钎料箔带。
实施例4,非晶态钎料箔带的加工工艺包括如下步骤:
步骤S11,将包含60重量份Al,35重量份Mg,5重量份Si,3重量份Ti的钎料合金制成钎料粉末,将称取的钎料粉末倒入坩埚,放入高真空电弧熔炼装置进行熔炼,得到母合金锭5。
步骤S12,将母合金锭5切割,然后进行超声清后放入带喷嘴6的恒压喷注炉4内,将喷嘴6的高度调整到至辊面的距离为1.5mm的位置,对密闭腔室内进行抽真空处理,当真空度达到5×10-5Pa,向腔体内反冲Ar气,并冲至压力为5×105Pa;
对恒压喷注炉4加热至730℃,保温一段时间后形成液态合金钎料。
步骤S13,打开恒压喷注炉4内连接的气压阀1,以相对压力为0.1Mpa向石英管内通入干燥Ar气,将液态的合金钎料从恒压喷注炉4底部的喷嘴6吹出并喷射到匀速转动的水冷铜辊7上,水冷铜辊7的外圈线速度为30m/s,得到厚度为20μm的非晶态钎料箔带。
实施例5,非晶态钎料箔带的加工工艺包括如下步骤:
步骤S11,将包含58重量份Al,30重量份Mg,4重量份Si,2重量份Ti的钎料合金制成钎料粉末,将称取的钎料粉末倒入坩埚,放入高真空电弧熔炼装置进行熔炼,得到母合金锭5。
步骤S12,将母合金锭5切割,然后进行超声清后放入带喷嘴6的恒压喷注炉4内,将喷嘴6的高度调整到至辊面的距离为1.8mm的位置,对密闭腔室内进行抽真空处理,当真空度达到5×10-5Pa,向腔体内反冲Ar气,并冲至压力为5×105Pa;
对恒压喷注炉4加热至740℃,保温一段时间后形成液态合金钎料。
步骤S13,打开恒压喷注炉4内连接的气压阀1,以相对压力为0.11Mpa向石英管内通入干燥Ar气,将液态的合金钎料从恒压喷注炉4底部的喷嘴6吹出并喷射到匀速转动的水冷铜辊7上,水冷铜辊7的外圈线速度为25m/s,得到厚度为19μm的非晶态钎料箔带。
实施例6~9
实施例6~9为采用实施例2~5任意一种加工工艺制得的非晶态钎料箔带制备电极层9的薄膜传感器的加工方法。结合图2,金属基底12上预先制备压电层11和绝缘保护层10,将非晶态钎料箔带置于绝缘保护层10的表面,然后用上压头8对非晶态钎料箔带施加压力F,并通过加热处理以使绝缘保护层10与非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接。金属基底12的材质、大小可根据应用场景的不同而设计形态材质各异的基底,优选为螺栓基底。金属基底12的材料可选的为不锈钢、钛合金、高温合金、铝合金中的任一种;压电层11的材料可选的为氧化锌、氮化铝、硫化镉、硫化锌、氧化坦、铌酸锂、钛酸铅以及聚偏氟乙烯中的任一种;所述电极层9的材料包括50~60重量份的Al,18~35重量份的Mg,1~5重量份的Si,1~3重量份的Ti。压电层11与金属基底12之间、压电层11与绝缘保护层10之间优选为原子级别结合,所述原子级别结合为金属键结合。实施例6~9具体如下:
实施例6,薄膜传感器的加工方法包括如下步骤:
步骤21:将制备好的非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,并放入有机溶液中进行超声清洗5min;
步骤22:将制备好压电层11和绝缘保护层10的基于金属基底12的薄膜传感器置于焊接腔室内,将清洗后的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层10的表面,将焊接腔室的真空度抽至5×10-3Pa以下,用上压头8对非晶态钎料箔带施加2Mpa压力,然后以5℃/min的加热速度对炉内进行升温,待温度升至550℃时,保温10min以使绝缘保护层10和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
步骤23:停止对焊接腔室加热,以5℃/min的降温速度对炉内进行冷却降温至200℃,然后随炉冷却,即得由非晶态钎料箔带制备电极层9的薄膜传感器。
实施例7,薄膜传感器的加工方法包括如下步骤:
步骤21:将制备好的非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,并放入有机溶液中进行超声清洗10min;
步骤22:将制备好压电层11和绝缘保护层10的基于金属基底12的薄膜传感器置于焊接腔室内,将清洗后的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层10的表面,将焊接腔室的真空度抽至5×10-3Pa以下,用上压头8对非晶态钎料箔带施加10Mpa压力,然后以15℃/min的加热速度对炉内进行升温,待温度升至580℃时,保温30min以使绝缘保护层10和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
步骤23:停止对焊接腔室加热,以10℃/min的降温速度对炉内进行冷却降温至200℃,然后随炉冷却,即得由非晶态钎料箔带制备电极层9的薄膜传感器。
实施例8,薄膜传感器的加工方法包括如下步骤:
步骤21:将制备好的非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,并放入有机溶液中进行超声清洗8min;
步骤22:将制备好压电层11和绝缘保护层10的基于金属基底12的薄膜传感器置于焊接腔室内,将清洗后的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层10的表面,将焊接腔室的真空度抽至5×10-3Pa以下,用上压头8对非晶态钎料箔带施加5Mpa压力,然后以10℃/min的加热速度对炉内进行升温,待温度升至560℃时,保温20min以使绝缘保护层10和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
步骤23:停止对焊接腔室加热,以8℃/min的降温速度对炉内进行冷却降温至200℃,然后随炉冷却,即得由非晶态钎料箔带制备电极层9的薄膜传感器。
实施例9,薄膜传感器的加工方法包括如下步骤:
步骤21:将制备好的非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,并放入有机溶液中进行超声清洗9min;
步骤22:将制备好压电层11和绝缘保护层10的基于金属基底12的薄膜传感器置于焊接腔室内,将清洗后的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层10的表面,将焊接腔室的真空度抽至5×10-3Pa以下,用上压头8对非晶态钎料箔带施加8Mpa压力,然后以12℃/min的加热速度对炉内进行升温,待温度升至570℃时,保温15min以使绝缘保护层10和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
步骤23:停止对焊接腔室加热,以6℃/min的降温速度对炉内进行冷却降温至200℃,然后随炉冷却,即得由非晶态钎料箔带制备电极层9的薄膜传感器。
实施例10
本实施例的基于金属基底12的薄膜传感器采用实施例6~9的加工方法制得。
本实施例的基于金属基底12的薄膜传感器从里至外依次为压电层11、绝缘保护层10和电极层9。压电层11是声信号与电信号相互转换的绝缘保护层10结构,绝缘保护层10是保护压电层11的作用,减少各种复杂服役环境对压电层11的影响,提高传感器的服役寿命。外层金属电极层9具有发出和接收电信号的作用。金属基底12的材质、大小可根据应用场景的不同而设计形态材质各异的基底,优选为螺栓基底。压电层11的材料形成的薄膜的厚度为0.1μm-30μm;电极层9的材料形成的薄膜的厚度为0.1μm-50μm。绝缘保护层10的材料形成的薄膜的厚度为0μm-50μm。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明方案的范围内。
Claims (10)
1.一种用于制作薄膜传感器电极层的非晶态钎料箔带的加工工艺,其特征在于,所述加工工艺包括如下步骤:
步骤11:将包括Al、Mg、Si、Ti的钎料合金进行熔炼,得到母合金锭;
步骤12:将母合金锭放入带喷嘴的恒压喷注炉内,对恒压喷注炉加热使母合金锭融化,形成液态合金钎料;
步骤13:在惰性气体环境下控制恒压喷注炉内的液态合金钎料由喷嘴喷注到匀速转动的水冷铜辊上,得到非晶态钎料箔带。
2.根据权利要求1所述的加工工艺,其特征在于,步骤11中,所述钎料合金中包括50~60重量份的Al,18~35重量份的Mg,1~5重量份的Si,1~3重量份的Ti。
3.根据权利要求1所述的加工工艺,其特征在于,所述步骤12中对恒压喷注炉加热至700-750℃,并维持一段时间使母合金锭熔化形成液态合金钎料。
4.根据权利要求1所述的加工工艺,其特征在于,步骤13中得到的非晶态钎料箔带的厚度为15-20um。
5.一种非晶态钎料箔带,其采用权利要求1-4任意一项所述的加工工艺制得。
6.一种采用权利要求5所述的非晶态钎料箔带制备薄膜传感器的加工方法,其特征在于,所述加工方法包括如下步骤:
步骤21:将制备好的非晶态钎料箔带裁剪成所需的形状和尺寸,并放入有机溶液中进行超声清洗;
步骤22:将制备好压电层和绝缘保护层的基于金属基底的薄膜传感器置于焊接腔室内,将清洗后的非晶态钎料箔带置于绝缘保护层的表面,在真空环境下对非晶态钎料箔带施加压力,并对焊接腔室进行加热以使绝缘保护层和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
步骤23:待绝缘保护层和非晶态钎料箔带之间扩散焊接完成后停止对焊接腔室加热,待焊接炉冷却后即得由非晶态钎料箔带制备电极层的薄膜传感器。
7.根据权利要求6所述的加工方法,其特征在于,所述步骤21中,所述有机溶液为丙酮溶液或酒精溶液;
超声清洗时间为5-10min。
8.根据权利要求6所述的加工方法,其特征在于,所述步骤22中,在真空度小于5×10- 3Pa的真空环境下对非晶态钎料箔带施加压力为2Mpa-10Mpa。
9.根据权利要求6所述的加工方法,其特征在于,所述步骤22中,以5℃/min-15℃/min的加热速度对焊接炉进行加热,待焊接炉温度升至550℃-580℃时,保温10min-30min以使绝缘保护层和非晶态钎料箔带之间进行扩散焊接;
所述步骤23中,以5℃/min-10℃/min的降温速度对焊接炉进行降温处理,直至焊接炉降温至200℃以下。
10.一种基于金属基底的薄膜传感器,其特征在于,所述薄膜传感器采用权利要求6-9任意一项所述的加工方法制得;
所述薄膜传感器包括压电层、绝缘保护层和电极层;
所述压电层的材料可选的为氧化锌、氮化铝、硫化镉、硫化锌、氧化坦、铌酸锂、钛酸铅以及聚偏氟乙烯中的任一种;所述电极层的材料为包括Al,Mg,Si,Ti的金属合金;绝缘保护层的材料可选的为三氧化二铬、氧化铝、氮化铝、氧化硅、氮化硅、碳化硅、金刚石及掺杂金刚石中的任一种。
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