一种用于高压水热体系的氢传感器及其制作方法
专利汇可以提供一种用于高压水热体系的氢传感器及其制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于高压 水 热体系的氢 传感器 及其制作方法，它包括 基座 、锥垫、锥套、 电解 质陶瓷和绝缘陶瓷，所述基座为圆柱状结构，在基座上设有平行对称的圆柱孔和圆锥孔，所述圆锥孔上大下小底端与圆柱孔相连，在圆锥孔的底端设有锥垫，在圆锥孔的上部设有锥套，锥套内分别设有 电解质 陶瓷组件和绝缘陶瓷组件，在圆柱孔中设有绝缘管，所述绝缘管与锥垫紧密 接触 ，在电解质陶瓷组件和绝缘陶瓷组件顶面之间连接有 电极 引线，在电解质陶瓷组件和绝缘陶瓷组件的底面分别引出有电极引线，电极引线穿过锥垫和绝缘管连接至测量仪器上。本发明具有良好的 密封性 、抗 腐蚀 性和高温机械强度，结构简单、响应迅速、稳定可靠，取得了很好的效果。，下面是一种用于高压水热体系的氢传感器及其制作方法专利的具体信息内容。
1.一种用于高压水热体系的氢传感器，其特征在于：它包括基座（1）、锥垫（2）、锥套（3）、电解质陶瓷（4）和绝缘陶瓷（5），所述基座（1）为圆柱状结构，在基座（1）上设有平行对称的圆柱孔（11）和圆锥孔（12），所述圆锥孔（12）上大下小底端与圆柱孔（11）相连，在圆锥孔（12）的底端设有锥垫（2），在圆锥孔（12）的上部设有锥套（3），锥套（3）内分别设有电解质陶瓷组件和绝缘陶瓷组件，在圆柱孔（11）中设有绝缘管（10），所述绝缘管（10）与锥垫（2）紧密接触，在电解质陶瓷组件和绝缘陶瓷组件顶面之间连接有电极引线（9），在电解质陶瓷组件和绝缘陶瓷组件的底面分别引出有电极引线（9），电极引线（9）穿过锥垫（2）和绝缘管（10）连接至测量仪器上。
2.根据权利要求1所述的用于高压水热体系的氢传感器，其特征在于：所述锥垫（2）为圆锥台状结构的耐高温绝缘垫，锥垫（2）的中间有竖直的供电极引线（9）穿过的通孔，锥垫（2）的侧壁与基座（1）紧密贴合，锥垫（2）的顶面与锥套（3）和电解质陶瓷组件或绝缘陶瓷组件紧密贴合，锥垫（2）的材料为叶蜡石或氮化硼。
3.根据权利要求1所述的用于高压水热体系的氢传感器，其特征在于：所述锥套（3）为耐高温绝缘锥套，锥套（3）内外壁分别与电解质陶瓷组件或绝缘陶瓷组件和基座（1）紧密贴合，锥套（3）顶端面与基座（1）顶面平齐，锥套（3）的材料为叶蜡石或氮化硼。
4.根据权利要求1所述的用于高压水热体系的氢传感器，其特征在于：所述电解质陶瓷组件包括电解质陶瓷（4）和活性电极（6），所述电解质陶瓷（4）为圆锥台状结构，电解质陶瓷（4）的侧面与锥套（3）紧密贴合，在电解质陶瓷（4）的顶面和底面分别与海绵状的活性电极（6）紧密贴合，电极引线（9）分别与活性电极（6）连接，电解质陶瓷（4）的材料为钇掺杂锆酸钡陶瓷。
5.根据权利要求1所述的用于高压水热体系的氢传感器，其特征在于：所述绝缘陶瓷组件包括绝缘陶瓷（5）、惰性金属层（7）和惰性金属片（8），所述绝缘陶瓷（5）为圆锥台状结构，绝缘陶瓷（5）的侧面与锥套（3）紧密贴合，在绝缘陶瓷（5）的顶面和底面分别与海绵状的惰性金属层（7）和惰性金属片（8）紧密贴合，在绝缘陶瓷（5）的中间有电极引线（9）并与惰性金属层（7）和惰性金属片（8）连接，惰性金属层（7）和惰性金属片（8）的两外侧分别与电极引线（9）连接，绝缘陶瓷（5）的材料为氧化铝陶瓷。
6.根据权利要求1所述的用于高压水热体系的氢传感器，其特征在于：所述圆锥孔（12）的锥角为10～20゜。
7.根据权利要求1～6任一项所述的用于高压水热体系的氢传感器的制作方法，其特征在于：所述方法步骤为：
采用钛合金或不锈钢材料制作基座（1），基座（1）一端开设有两个圆柱孔（11），另一端开设有两个圆锥孔（12），且圆锥孔（12）的收敛端与圆柱孔（11）连通；
采用叶蜡石或氮化硼制作圆台状耐高温绝缘锥垫（2）和耐高温绝缘锥套（3），采用高精度车床加工，圆台状耐高温绝缘锥垫（2）大圆面端外径等于或小于耐高温绝缘锥套（3）小圆面端外径，并且在圆台状耐高温绝缘锥垫（2）轴心方向钻直径等于或大于电极引线（9）直径的通孔，供电极引线（9）穿过用；
分别采用钇掺杂锆酸钡陶瓷和铂浆制作电解质陶瓷组件；
分别采用Al2O3陶瓷和银浆制作绝缘陶瓷组件；
分别采用厚度为0.01 0.05mm厚的银箔和直径为0.01 0.05mm的铂丝制作惰性金属片~ ~
（8）和电极引线（9）；
采用单孔或三孔刚玉管制作耐高温绝缘管（10），要求其内孔直径比电极引线（9）直径大，外径比基座（1）上的圆柱孔（11）内径小，长度比基座（1）上的圆柱孔（11）长，确保电极引线（9）与基座（1）间绝缘；
将两根电极引线（9）分别沿两个圆台状耐高温绝缘锥垫（2）的轴心通孔穿出；
将穿有电极引线（9）的两个圆台状耐高温绝缘锥垫（2）分别压入基座（1）上的两个圆锥孔（12）内，并且在两个圆台状耐高温绝缘锥垫（2）上各放置一个耐高温绝缘锥套（3）；
在其中一个圆锥孔（12）的耐高温绝缘锥套（3）里放置两端带有海绵状活性电极（6）的电解质陶瓷组件，然后用压片机在6 10MPa下将其压紧，各部件紧密接触后既能保证在高温~
高压下具有良好的密封性能，又能确保穿过圆台状耐高温绝缘锥垫（2）的电极引线（9）与圆台状固体电解质陶瓷（4）小圆面端的海绵状活性电极（6）电连通；
在另一个圆锥孔（12）的耐高温绝缘锥套（3）里先后放置惰性金属片（8）和大圆面带有海绵状惰性金属层（7）、轴心含有电极引线（9）的圆台状耐高温绝缘陶瓷组件，然后用压片机在6 10MPa下将其压紧，各部件紧密接触后既能保证在高温高压下具有良好的密封性能，~
又能确保穿过圆台状耐高温绝缘锥垫（2）的电极引线（9）与圆台状耐高温绝缘陶瓷（5）大圆面端的海绵状惰性金属层（7）电连通；
连接圆台状固体电解质陶瓷（4）大圆面端海绵状活性电极（6）与圆台状耐高温绝缘陶瓷（5）上的海绵状惰性金属层（7）上的电极引线（9），使其保持电连通；
将两个圆台状耐高温绝缘锥垫（2）下方的电极引线（9）穿过两根绝缘管（10）并从基座（1）的通孔中引出，连接到测量仪器上，至此，氢传感器各零部件组装完成。
8.根据权利要求7所述的用于高压水热体系的氢传感器的制作方法，其特征在于：所述步骤三包括分步骤如下：
按照摩尔比1：0.9：0.1称取BaZrO3、ZrO2、Y2O3粉末，在硅钼棒高温炉中煅烧，合成钇掺杂锆酸钡粉体；
将合成好的钇掺杂锆酸钡粉体装入模具中，先后经压片机10MPa和冷等静压机200MPa制成圆柱状生坯；
将圆柱状生坯装入由立方体叶蜡石制作的传压样品架，然后在DS-6*1400t大腔体压机中于1GPa和1100℃下烧结1h；
将烧结得到的钇掺杂锆酸钡陶瓷用精密磨床打磨成上下端面平行、具有一定锥角的圆台，即制得圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷；
将圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷先后经去离子水和无水乙醇超声清洗并烘干，采用丝网印刷法在其大小圆面分别涂覆相同面积的铂浆，并且在大圆面沾上一根长度适当的铂丝；
将涂好铂浆、粘好铂丝的圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷在烘箱中烘干，然后在马弗炉中于
850℃下烧结1h，即制得两端带有海绵状活性电极（6）、大圆面粘有电极引线（9）的圆台状固体电解质陶瓷组件。
9.根据权利要求7所述的用于高压水热体系的氢传感器的制作方法，其特征在于：所述步骤四包括分步骤如下：
选用高强度模型的石膏粉，制作一个含有内凹圆柱孔的石膏模具；
将Al2O3粉、去离子水和阿拉伯树胶按照重量比1：0.8：0.01配置成均匀的悬浮状浆料；
先将一根铂丝固定在石膏模具内凹圆柱孔的中心，然后往圆柱孔内注入配置好的悬浮状浆料，干燥脱模后得到轴心含有铂丝的Al2O3素坯；
将轴心含有铂丝的Al2O3素坯在硅钼棒高温炉烧结，得到轴心含有铂丝的Al2O3陶瓷；
将轴心含有铂丝的Al2O3陶瓷用精密磨床打磨成上下端面平行、具有一定锥角的圆台，即轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷；
将轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷先后经去离子水和无水乙醇超声清洗并烘干，采用丝网印刷法在其大圆面涂上一定面积的导电银浆，并且沾上一根长度适当的铂丝；
将涂好银浆、粘好铂丝、轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷在烘箱中烘干，然后在马弗炉中于650℃下烧结0.5h，即制得大圆面带有海绵状惰性金属层（7）和电极引线（9）、轴心含有电极引线（9）的圆台状耐高温绝缘陶瓷组件。
一种用于高压水热体系的氢传感器及其制作方法
技术领域
背景技术
发明内容
二、采用叶蜡石或氮化硼制作圆台状耐高温绝缘锥垫和耐高温绝缘锥套，采用高精度车床加工，圆台状耐高温绝缘锥垫大圆面端外径等于或小于耐高温绝缘锥套小圆面端外径，并且在圆台状耐高温绝缘锥垫轴心方向钻直径等于或大于电极引线直径的通孔，供电极引线穿过用；
三、分别采用钇掺杂锆酸钡陶瓷和铂浆制作电解质陶瓷组件；
四、分别采用Al2O3陶瓷和银浆制作绝缘陶瓷组件；
五、分别采用厚度为0.01 0.05mm厚的银箔和直径为0.01 0.05mm的铂丝制作惰性金属~ ~
片和电极引线；
六、采用单孔或三孔刚玉管制作耐高温绝缘管，要求其内孔直径比电极引线直径大，外径比基座上的圆柱孔内径小，长度比基座上的圆柱孔长，确保电极引线与基座间绝缘。
九、在其中一个圆锥孔的耐高温绝缘锥套里放置两端带有海绵状活性电极的电解质陶瓷组件，然后用压片机在6 10MPa下将其压紧，各部件紧密接触后既能保证在高温高压下具~
有良好的密封性能，又能确保穿过圆台状耐高温绝缘锥垫的电极引线与圆台状固体电解质陶瓷小圆面端的海绵状活性电极电连通；
十、在另一个圆锥孔的耐高温绝缘锥套里先后放置惰性金属片和大圆面带有海绵状惰性金属层、轴心含有电极引线的圆台状耐高温绝缘陶瓷组件，然后用压片机在6 10MPa下将~
其压紧，各部件紧密接触后既能保证在高温高压下具有良好的密封性能，又能确保穿过圆台状耐高温绝缘锥垫的电极引线与圆台状耐高温绝缘陶瓷大圆面端的海绵状惰性金属层电连通；
十一、连接圆台状固体电解质陶瓷大圆面端海绵状活性电极与圆台状耐高温绝缘陶瓷上的海绵状惰性金属层上的电极引线，使其保持电连通；
十二、将两个圆台状耐高温绝缘锥垫下方的电极引线穿过两根绝缘管并从基座的通孔中引出，连接到测量仪器上，至此，氢传感器各零部件组装完成。
B、将合成好的钇掺杂锆酸钡粉体装入模具中，先后经压片机10MPa和冷等静压机
200MPa制成圆柱状生坯；
C、将圆柱状生坯装入由立方体叶蜡石制作的传压样品架，然后在DS-6*1400t大腔体压机中于1GPa和1100℃下烧结1h；
D、将烧结得到的钇掺杂锆酸钡陶瓷用精密磨床打磨成上下端面平行、具有一定锥角的圆台，即制得圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷；
E、将圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷先后经去离子水和无水乙醇超声清洗并烘干，采用丝网印刷法在其大小圆面分别涂覆相同面积的铂浆，并且在大圆面沾上一根长度适当的铂丝；
F、 将涂好铂浆、粘好铂丝的圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷在烘箱中烘干，然后在马弗炉中于850℃下烧结1h，即制得两端带有海绵状活性电极、大圆面粘有电极引线的圆台状固体电解质陶瓷组件。
b、将Al2O3粉、去离子水、和阿拉伯树胶按照重量比1：0.8：0.01配置成均匀的悬浮状浆料；
c、先将一根铂丝固定在石膏模具内凹圆柱孔的中心，然后往圆柱孔内注入配置好的悬浮状浆料，干燥脱模后得到轴心含有铂丝的Al2O3素坯；
d、将轴心含有铂丝的Al2O3素坯在硅钼棒高温炉烧结，得到轴心含有铂丝的Al2O3陶瓷；
e、将轴心含有铂丝的Al2O3陶瓷用精密磨床打磨成上下端面平行、具有一定锥角的圆台，即轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷；
f、将轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷先后经去离子水和无水乙醇超声清洗并烘干，采用丝网印刷法在其大圆面涂上一定面积的导电银浆，并且沾上一根长度适当的铂丝；
g、将涂好银浆、粘好铂丝、轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷在烘箱中烘干，然后在马弗炉中于650℃下烧结0.5h，即制得大圆面带有海绵状惰性金属层和电极引线、轴心含有电极引线的圆台状耐高温绝缘陶瓷组件。
具体实施方式
二、采用叶蜡石或氮化硼制作圆台状耐高温绝缘锥垫2和耐高温绝缘锥套3，采用高精度车床加工，圆台状耐高温绝缘锥垫2大圆面端外径等于或小于耐高温绝缘锥套3小圆面端外径，并且在圆台状耐高温绝缘锥垫2轴心方向钻直径等于或大于电极引线9直径的通孔，供电极引线9穿过用；
三、分别采用钇掺杂锆酸钡陶瓷和铂浆制作电解质陶瓷组件；
四、分别采用Al2O3陶瓷和银浆制作绝缘陶瓷组件；
五、分别采用厚度为0.01 0.05mm厚的银箔和直径为0.01 0.05mm的铂丝制作惰性金属~ ~
片8和电极引线9；
六、采用单孔或三孔刚玉管制作耐高温绝缘管10，要求其内孔直径比电极引线9直径大，外径比基座1上的圆柱孔11内径小，长度比基座1上的圆柱孔11长，确保电极引线9与基座1间绝缘。
12内，并且在两个圆台状耐高温绝缘锥垫2上各放置一个耐高温绝缘锥套3；
九、在其中一个圆锥孔12的耐高温绝缘锥套3里放置两端带有海绵状活性电极6的电解质陶瓷组件，然后用压片机在6 10MPa下将其压紧，各部件紧密接触后既能保证在高温高压~
下具有良好的密封性能，又能确保穿过圆台状耐高温绝缘锥垫2的电极引线9与圆台状固体电解质陶瓷4小圆面端的海绵状活性电极6电连通；
十、在另一个圆锥孔12的耐高温绝缘锥套3里先后放置惰性金属片8和大圆面带有海绵状惰性金属层7、轴心含有电极引线9的圆台状耐高温绝缘陶瓷组件，然后用压片机在6~
10MPa下将其压紧，各部件紧密接触后既能保证在高温高压下具有良好的密封性能，又能确保穿过圆台状耐高温绝缘锥垫2的电极引线9与圆台状耐高温绝缘陶瓷5大圆面端的海绵状惰性金属层7电连通；
十一、连接圆台状固体电解质陶瓷4大圆面端海绵状活性电极6与圆台状耐高温绝缘陶瓷5上的海绵状惰性金属层7上的电极引线9，使其保持电连通；
十二、将两个圆台状耐高温绝缘锥垫2下方的电极引线9穿过两根绝缘管10并从基座1的通孔中引出，连接到测量仪器上，至此，氢传感器各零部件组装完成。
B、将合成好的钇掺杂锆酸钡粉体装入模具中，先后经压片机10MPa和冷等静压机
200MPa制成圆柱状生坯；
C、将圆柱状生坯装入由立方体叶蜡石制作的传压样品架，然后在DS-6*1400t大腔体压机中于1GPa和1100℃下烧结1h；
D、将烧结得到的钇掺杂锆酸钡陶瓷用精密磨床打磨成上下端面平行、具有一定锥角的圆台，即制得圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷；
E、将圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷先后经去离子水和无水乙醇超声清洗并烘干，采用丝网印刷法在其大小圆面分别涂覆相同面积的铂浆，并且在大圆面沾上一根长度适当的铂丝；
F、 将涂好铂浆、粘好铂丝的圆台状钇掺杂锆酸钡陶瓷在烘箱中烘干，然后在马弗炉中于850℃下烧结1h，即制得两端带有海绵状活性电极6、大圆面粘有电极引线9的圆台状固体电解质陶瓷组件。
b、将Al2O3粉、去离子水和阿拉伯树胶按照重量比1：0.8：0.01配置成均匀的悬浮状浆料；
c、先将一根铂丝固定在石膏模具内凹圆柱孔的中心，然后往圆柱孔内注入配置好的悬浮状浆料，干燥脱模后得到轴心含有铂丝的Al2O3素坯；
d、将轴心含有铂丝的Al2O3素坯在硅钼棒高温炉烧结，得到轴心含有铂丝的Al2O3陶瓷；
e、将轴心含有铂丝的Al2O3陶瓷用精密磨床打磨成上下端面平行、具有一定锥角的圆台，即轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷；
f、将轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷先后经去离子水和无水乙醇超声清洗并烘干，采用丝网印刷法在其大圆面涂上一定面积的导电银浆，并且沾上一根长度适当的铂丝；
g、将涂好银浆、粘好铂丝、轴心含有铂丝的圆台状Al2O3陶瓷在烘箱中烘干，然后在马弗炉中于650℃下烧结0.5h，即制得大圆面带有海绵状惰性金属层7和电极引线9、轴心含有电极引线9的圆台状耐高温绝缘陶瓷组件。
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