[发明专利]一种稀土钙钛矿型直接接触式测温薄膜及其元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种测温薄膜，属于功能材料技术领域。

背景技术

冶金、化工等行业中有较多的高腐蚀气体、强酸、碱环境，如含有大量粉尘、氮气、一氧化碳、二氧化碳等，正常工作时温度在120～220℃的炼铁高炉荒煤气；含有一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、焦油和各种粉尘，温度可达300℃以上的烧结机烟气；含有大量酸性气体和水蒸气的水泥、玻璃生产窑炉烟气；化工行业中的高温熔盐、热酸、热碱等场合。这些场合的温度监控都要求测温元件具有较好的耐腐蚀、抗干扰、耐冲刷等性能，但目前多为非直接接触式。国内有火力电厂、大小炼铁高炉、转炉、烧结机、水泥厂、燃煤锅炉不计其数，据不完全统计，仅冶金、化工中高腐蚀环境下需求的测温元件总价每年可达10亿元以上，其它如汽车、环境监测等领域更为巨大。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土钙钛矿型直接接触式测温薄膜，该种薄膜反应灵敏、耐酸碱腐蚀好，可用于测量腐蚀性气体、液体或熔盐的直接接触式测温薄膜元件。

本发明的另一目的是提供一种稀土钙钛矿型直接接触式测温薄膜元件。

本发明采取的技术方案为：

一种稀土钙钛矿型直接接触式测温薄膜，由重量百分比为50～95％的La_1-xSr_xMnO₃(x＝0～0.6)和5～50％的La_1-yA_yCrO₃(y＝0～0.6，A＝Ca、Sr或Mg)组成。

上述稀土钙钛矿型直接接触式测温薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)制备La_1-xSr_xMnO₃溶胶，按摩尔比La∶Sr∶Mn＝(1-x)∶x∶1(其中x＝0～0.6)将硝酸镧、硝酸锶、硝酸锰混合溶解在去离子水中，配成溶液，然后加入配好的柠檬酸和乙二醇溶液，搅拌制成溶胶并继续搅拌0.5～3小时得到La_1-xSr_xMnO₃溶胶。其中金属阳离子与柠檬酸之摩尔比为1∶0.8～1∶3，柠檬酸与乙二醇之摩尔比为1∶2～1∶6；

2)制备La_1-xSr_xMnO₃凝胶，将步骤1)中制好的溶胶在60～90℃加热搅拌至粘稠后，再于60～90℃静置干燥12～36小时得到La_1-xSr_xMnO₃凝胶；

3)制备La_1-xSr_xMnO₃粉体，将步骤2)所制得的La_1-xSr_xMnO₃凝胶于600～800℃温度下煅烧1～3小时，然后将煅烧产物研磨10～60分钟制得La_1-xSr_xMnO₃粉体；

4)用上述同样步骤方法制成La_1-yA_yCrO₃(y＝0～0.6，A＝Ca、Sr或Mg)粉体；

5)将步骤3)中制备好的La_1-xSr_xMnO₃粉体、步骤4)中制备好的La_1-yA_yCrO₃(y＝0～0.6，A＝Ca、Sr或Mg)粉体按比例与一定量有机混合液(有机混合液在浆料中的重量百分比为30～80％)混合制成均匀浆料；其中有机混合液由乙基纤维素(或聚乙二醇)与松油醇组成，乙基纤维素(或聚乙二醇)的重量百分比≤10％；再用丝网印刷法将浆料涂覆在预先清洗好的平板基底上，制得成膜基片；

6)干燥处理，将步骤5)中制备好的成膜基片水平放置流平后置于60～90℃下保温干燥12～24小时，制得薄膜；

7)煅烧处理，将步骤6)中干燥好的薄膜放于1000～1400℃煅烧1～5小时。

经上述工艺步骤最终获得了连续、致密、结合强度高且厚度、导电性均匀的稀土钙钛矿薄膜。