全三维打印的AgPd厚膜张力计,具有玻璃陶保护层,用于高温应用
Yingjun Zeng1, Guochun Chen1, Fuxin Zhao1
1Pen-Tung Sah Institute of Micro-Nano Science & Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, PR China.
ACS applied materials & interfaces
|October 6, 2023
概括
研究人员开发了一种用于高温应用的3D打印的银薄/厚膜张力计 (TFSG). 这种新型张力计提供了卓越的稳定性和低温阻力系数,使得可靠的现场张力监测.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 高温薄膜/厚膜应变仪 (TFSG) 对于在现场监测热端部件的应变至关重要.
- 直接墨水写作 (DIW) 3D打印为TFSGs提供了一个快速的制造方法.
- 在3D打印的TFSG中实现高热稳定性和低温电阻系数 (TCR) 仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 开发一个3D打印的TFSG,具有高热稳定性和低TCR,可运行在高达800°C的温度.
- 调查银合金 (AgPd) 和DIW用于制造先进的TFSG的潜力.
- 为了证明开发的TFSG在恶劣环境中的现场菌株监测的有效性.
主要方法:
- 使用直接墨水写作 (DIW) 3D打印制造AgPd薄膜/厚膜张力计.
- 用玻璃陶保护层封装AgPd敏感层.
- 在AgPd敏感层中调节 (Pd) 含量.
主要成果:
- AgPd TFSG在广泛的温度范围 (50800°C) 中表现出191.6 ppm/°C的低TCR.
- 实现了超高稳定性,在800°C时的阻力漂移率仅为0.14%/h.
- 应变计显示应变感应范围为±500 με,快速响应时间为153 ms,在800°C时的尺度系数为0.75,耐用性高 (>8000周期).
结论:
- 在DIW制造的AgPd TFSG具有玻璃陶保护层,成功地解决了高热稳定性和低TCR的挑战.
- 开发的TFSG有效监测超级合金中的应变,并且可以沉积在复杂的曲面上,展示可扩展性.
- 这项工作提出了开发TFSG的可行策略,用于在苛刻的高温环境中进行现场传感.
