[发明专利]一种玻璃釉外表面保护的耐高温叉指电极、其制备方法和应用有效
申请号: | 201910540553.9 | 申请日: | 2019-06-21 |
公开(公告)号: | CN110412094B | 公开(公告)日: | 2021-12-21 |
发明(设计)人: | 奚亚男;胡淑锦 | 申请(专利权)人: | 广州钰芯传感科技有限公司 |
主分类号: | G01N27/30 | 分类号: | G01N27/30 |
代理公司: | 深圳智趣知识产权代理事务所(普通合伙) 44486 | 代理人: | 崔艳峥 |
地址: | 511400 广东省广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 玻璃 外表 保护 耐高温 电极 制备 方法 应用 | ||
本发明涉及一种玻璃釉外表面保护的耐高温叉指电极及其制备方法,该电极包括基板(2)、叉指电极层(3)和外表面保护层(4),所述叉指电极层中含有贵金属。其制备方法包括首先在陶瓷基板(2)上形成叉指电极层(3),然后在其表面光刻制成包含叉指(1)的叉指电极图案,整板涂覆微米级玻璃釉质层,并在高温下进行烧结形成保护层,最后将烧结得到的产品进行划片切割,形成涂覆玻璃釉的叉指电极。本发明的叉指电极通过外部的玻璃釉保护层能够起到良好透气性的同时,不影响信号的传递,并且能够反复使用,提高了电极在高温条件下的使用寿命与稳定性。
技术领域
本发明涉及化学检测领域,具体涉及一种叉指电极的制备和应用,尤其是一种外表面保护的叉指电极及其制备方法和应用,属于化合物检测技术领域。
背景技术
叉指电极是一种常用的电化学检测电极,叉指电极是一种微间距电极结构,它被广泛应用于非破坏性测试、电子通讯、化学测试等多个领域。一般来说,不同的应用领域对于叉指电极的形状、几何学尺寸、加工工艺、材料的选择、建模分析、系统集成以及数据的分析都有不同的要求,因此对于不同的领域我们应该区分对待。
一般而言,高温环境下的分子或气体的检测,需要叉指电极具有很好的耐高温性能,但常用的叉指电极通常不能够耐受高温的环境,在高温环境下,叉指电极中的金属线路极易氧化,从而造成叉指电极的性能下降甚至报废无法使用;此外,在高温条件下采用叉指电极对水体进行重金属检测时,重金属的加速聚集负载也会导致叉指电极的灵敏度和检测性能的下降。因此,对叉指电极进行表面处理,以保护其在高温环境下的性能稳定,在使用过程中不受外界温度等复杂检测条件的影响,提高其使用的耐久性是非常重要的,然而目前针对叉指电极的表面保护相关技术还未见报道。
发明内容
本发明旨在克服上述技术缺陷,提供一种具有外表面保护层的叉指电极,及其制备方法和应用,以期实现叉指电极在高温下不容易氧化,面对复杂的检测条件依然可以反复使用,提高其耐热和耐久性能。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种具有外表面保护层的叉指电极,其包括基板、叉指电极层和外表面保护层,所述叉指电极层中含有贵金属。所述基板选自氧化铝陶瓷、氮化铝陶瓷、氮化硅和硅基中的至少一种。所述叉指电极层中含有贵金属Pt和/或Au中的至少一种。所述叉指电极层中还含有Ti、W中的至少一种。所述外表面保护层为玻璃釉质层,所述玻璃釉的主要成分为二氧化硅和硼砂。
所述外表面保护的高温叉指电极的制备方法,包括如下步骤,
(1)在陶瓷基板上形成叉指电极层;
(2)在其表面光刻制成叉指电极图案;
(3)将玻璃釉介质分散在有机溶剂中,然后喷涂或者流延法整板涂覆微米级玻璃釉质层,并在高温下进行烧结形成保护层;
(4)将步骤(3)得到的产品进行划片切割,形成带有玻璃釉的叉指电极。
所述步骤(1)形成叉指电极层可以采用磁控溅射、丝网印刷两种方法中的至少一种。
所述步骤(2)形成叉指电极图形可以采用光刻胶的方式或者干膜、感光油墨的方法制成。
所述步骤(3)的有机溶剂为乙醇、丙醇、丁醇、乙酸乙酯或丙酮。
所述玻璃釉的主要成分为二氧化硅和硼砂,二者的有机溶剂分散液的浓度范围为5-20g/L、10-40g/L。
更优选地,所述制备方法包括如下步骤:
(1)在陶瓷基板表面磁控溅射Ti/Pt/Au或者Ti-W/Pt/Au,每层金属形成叉指电极层;
(2)在其表面悬涂光刻胶,在光刻机下显影曝光制成叉指电极图案,
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