[发明专利]陶瓷压力测量单元及其制造方法

说明书

本发明涉及一种压力测量单元(1)，包括：陶瓷测量膜片(2)和陶瓷对应物(4)，其中测量膜片以气密的方式接合到对应物，借助活性铜焊料(6)形成在测量膜片和对应物之间的压力腔，其中压力测量单元(1)还具有焊接停止层，该焊接停止层在测量膜片(2)和/或对应物(4)的表面上，其中焊接停止层具有金属氧化物或者金属氧化物的还原形式，其中金属氧化物具有至少一个氧化阶段，假定8·10⁴/K的逆温下R_akt＝1的活度系数，其具有不小于1^‑23MPa(10^‑23·bar)并且不大于1^‑12MPa(10^‑12·bar)的氧气共存分解压力，并且假定9·10^‑4/K的逆温下R_akt＝1的活度系数，其具有不少于1^‑27MPa(10^‑27bar)并且不大于1^‑15MPa(10^‑15bar)的氧气共存分解压力，适合的金属氧化物例如为铬氧化物，钨氧化物或钛氧化物。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷压力测量单元及其制造方法。

背景技术

一般的陶瓷压力测量单元具有陶瓷测量膜片和陶瓷对应物，所述测量膜片沿着环形接合部气密地与对应物连接，该环形焊缝具有活性铜焊料，其中压力腔在测量膜片和对应物之间形成，其中测量膜片的平衡位置是由在压力腔中普遍的压力和作用在背离压力腔的测量膜片的外侧上的压力之间的差造成的。一般的压力测量单元还包括变送器，该变送器用于将测量膜片的与压力有关的变形转换为电信号或光学信号。下面，具有电容变送器的压力测量单元形成基础；这能够同等地涉及具有其他变送器的压力测量单元的发明。

特别是，由于氧化铝陶瓷的弹性特性和对介质的抗性而适用于压力测量单元的制造，被用作基体和测量膜片的材料。特别是使用优选地包含Zr-Ni-Ti的活性铜焊料将所提到的陶瓷部件接合。例如在欧洲公开专利申请EP 0490807A2中公开了这种活性铜焊料的制造。根据在公开中所述的方法，必须位于在测量膜片和基体之间以将它们焊接在一起的环尤其能够由活性铜焊料材料制成。

然而，活性铜焊料形成与陶瓷材料的高质量气密的连接所在的温度范围比较窄。在很低的温度下，一方面焊料反应不充分，并且另一方面，其太粘而无法在所要润湿的表面区域上均匀地扩散。

然而，在太高温度下，存在焊料具有如此低粘性以致其进入不打算被它润湿的区域的风险。

然而，在更大批量的测量单元的制造中，不可避免的是给定利用在炉内的可用温度范围的温度分布。然而为了获得有用的结果，提供限制活性焊料的扩散的阻焊是公知的。

为此，例如，公开的专利申请DE 10036433A1中公开了一种电容压力测量单元，该压力测量单元也具有与活性铜焊料的接合部，其中在接合部的基底上，也就是接合部的内径形成一个环形周向凹槽，该凹槽一方面防止在接合部处的槽口应力的集中，另一方面限定了可靠的阻焊，活性铜焊料不能径向向内流动越过该阻焊。

切实可行的用于限制径向向内流动的活性铜焊料的方法是包括钽的膜片侧电极的表面的氧化，并且应该与活性铜焊料电接触。在相对低的焊接温度下，借助可以接受的产生(yield)能够防止活性铜焊料进入压力腔。然而，如果焊接温度增加，阻焊不再可靠地作用，并且焊料流动越过钽电极的边缘进入压力腔。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供压力测量单元及其制造方法，所述压力测量单元具有可靠的简单的阻焊，特别是甚至在升高温度下起作用，并且其中该阻焊的制备在制造过程中实施。

本目的由本发明通过根据独立权利要求1的压力测量单元以及根据独立权利要求7的方法来实现。