一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體及其制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)變式傳感器彈性體及其制造工藝，具體是一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體及其制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別是電阻應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用，在飛機(jī)、輪船、汽車、紡織、化工等等行業(yè)，無(wú)論是輕工業(yè)還是重工業(yè)無(wú)不發(fā)揮著重要的作用。電阻應(yīng)變式傳感器以電阻應(yīng)變片為敏感元件，將彈性體的機(jī)械變形轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)物理量到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。因此，彈性體的設(shè)計(jì)以及選材對(duì)應(yīng)變式傳感器的綜合性能尤為重要。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，應(yīng)變式傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合千變?nèi)f化，對(duì)于不同的環(huán)境選用不同的彈性體，以充分發(fā)揮應(yīng)變式傳感器的實(shí)效作用。相應(yīng)地對(duì)彈性體綜合性能的要求也隨之增強(qiáng)。特別化工業(yè)對(duì)彈性體的綜合性能要求尤為特殊，其中極受關(guān)注的是彈性體的耐腐蝕性。而現(xiàn)有的技術(shù)仍然不能較為全面地解決化學(xué)腐蝕帶來(lái)的嚴(yán)重后果。由于化工廠存在著大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等液體、氣體，從而使裸露在外面的與酸、堿性液體或氣體的彈性體受到腐蝕，影響傳感器的輸出性能及工作可靠度，同時(shí)存在著嚴(yán)重的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體及其制造工藝。這種制造工藝簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好、大幅縮短后道貼片工序；這種彈性體具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、靈敏度高、耐腐蝕性強(qiáng)、精度高的優(yōu)點(diǎn)，并且在強(qiáng)酸強(qiáng)堿等較為惡劣的環(huán)境中，依然保持其耐酸堿腐蝕的獨(dú)有特性。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:
一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，包括輕金屬?gòu)椥泽w基體、陶瓷膜層和環(huán)氧樹(shù)脂層，所述的陶瓷膜層覆蓋在整個(gè)彈性體基體表面上；所述的環(huán)氧樹(shù)脂層覆蓋在整個(gè)陶瓷膜層表面上。
[0005]所述輕金屬?gòu)椥泽w基體為鋁合金、鎂合金、鈦合金輕金屬材料。
[0006]所述陶瓷膜層為微弧氧化陶瓷膜層。
[0007]所述陶瓷膜層無(wú)需打磨、噴砂可直接在陶瓷膜層表面通過(guò)粘接劑粘貼應(yīng)變片。
[0008]所述陶瓷膜層表面布滿直徑不等的微孔，便于粘結(jié)劑進(jìn)入微孔內(nèi)，促使粘結(jié)劑對(duì)應(yīng)變片產(chǎn)生較強(qiáng)的粘結(jié)力，有效減小應(yīng)變傳遞誤差。
[0009]所述陶瓷膜層厚度為10 μ m-100 μ m，表面粗糙度為2-6 μ m。
[0010]優(yōu)選的陶瓷膜層厚度為40 μ m，表面粗糙度為3 μπι。這樣具有層薄、表面粗糙度適中的優(yōu)點(diǎn)，有效減小了因應(yīng)變傳遞帶來(lái)的誤差。
[0011 ] 所述陶瓷膜層具有較強(qiáng)的耐酸堿腐蝕性。
[0012]所述陶瓷膜層硬度為HV680-800。
[0013]優(yōu)選的陶瓷膜層硬度為HV750。
[0014]上述耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體制造工藝，包括以下步驟：
彈性體清洗：先用無(wú)水乙醇對(duì)彈性體表面進(jìn)行清洗，再用丙酮或者航空汽油進(jìn)行清洗，最后再用無(wú)水乙醇清洗，保證彈性體表面無(wú)油污和灰塵；
電解液配制：按以下重量配制微弧氧化電解液，并充分?jǐn)嚢杈鶆颍浩X酸鈉30-35g/L、氫氧化鈉2-3g/L、乙二胺四乙酸二鈉2. 5-3. 5g/L、過(guò)氧化氫15_18mL、高錳酸鉀2. 5g/L，用玻璃棒攪拌使其充分溶解，電解液的PH值為9. 5-10. 0，靜置30-50分鐘；
微弧氧化：將清潔好的彈性體用帶有螺紋的電極連接好，施加交流脈沖電源，持續(xù)氧化30-32分鐘；
彈性體表面清潔：將微弧氧化完成后的彈性體用純凈水清洗，然后用無(wú)水乙醇清洗，保證彈性體和陶瓷層表面無(wú)電解液；
掛膠固化：利用電極將彈性體吊起，在陶瓷膜層的非應(yīng)變區(qū)刷上一層20-50 μ m厚的環(huán)氧樹(shù)脂，在室溫下固化24小時(shí)。環(huán)氧樹(shù)脂充分滲入陶瓷膜微孔，可起到保護(hù)陶瓷膜的作用。
[0015]這種制造工藝簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好、大幅縮短后道貼片工序；這種彈性體具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、靈敏度高、耐腐蝕性強(qiáng)、精度高的優(yōu)點(diǎn)，并且在強(qiáng)酸強(qiáng)堿等較為惡劣的環(huán)境中，依然保持其耐酸堿腐蝕的獨(dú)有特性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖I為實(shí)施例的工藝流程示意圖；
圖2為實(shí)施例中彈性體斷面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，I.彈性體基體2.陶瓷膜層3.環(huán)氧樹(shù)脂層。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0019]實(shí)施例：
參照?qǐng)D2，一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，包括輕金屬?gòu)椥泽w基體I、陶瓷膜層2和環(huán)氧樹(shù)脂層3，所述的陶瓷膜層2覆蓋在整個(gè)彈性體基體I表面上；所述的環(huán)氧樹(shù)脂層3覆蓋在整個(gè)陶瓷膜層2表面上。
[0020]所述彈性體基體I為鋁合金、鎂合金、鈦合金輕金屬材料。
[0021]所述陶瓷膜層2為微弧氧化陶瓷膜層。
[0022]所述陶瓷膜層2無(wú)需打磨、噴砂可直接在陶瓷膜層2表面粘貼應(yīng)變片。
[0023]所述陶瓷膜層2表面布滿直徑不等的微孔，該微孔為微弧氧化過(guò)程中氧化物的融化和微弧通道氣體的溢出而形成，其尺寸為2-6 μ m，便于粘結(jié)劑進(jìn)入微孔內(nèi)，促使粘結(jié)劑對(duì)應(yīng)變片產(chǎn)生較強(qiáng)的粘結(jié)力，有效減小應(yīng)變傳遞誤差。
[0024]陶瓷膜層厚度為40 μ m，表面粗糙度為3 μ m。這樣具有層薄、表面粗糙度適中的優(yōu)點(diǎn)，有效減小了因應(yīng)變傳遞帶來(lái)的誤差。
[0025]所述陶瓷膜層具有較強(qiáng)的耐酸堿腐蝕性。
[0026]陶瓷膜層硬度為HV750。
[0027]如圖I所示，上述耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體制造工藝，包括以下步驟：
彈性體的清洗：先用無(wú)水乙醇對(duì)彈性體表面進(jìn)行清洗，再用丙酮或者航空汽油進(jìn)行清洗，最后再用無(wú)水乙醇清洗，保證彈性體表面無(wú)油污和灰塵；
電解液配制:按以下重量配制微弧氧化電解液，并充分?jǐn)嚢杈鶆?偏鋁酸鈉30-35g/L、氫氧化鈉2-3g/L、乙二胺四乙酸二鈉2.5-3.5g/L、過(guò)氧化氫15_18mL、高錳酸鉀2.5g/L，用玻璃棒攪拌使其充分溶解，電解液的PH值為9.5-10.0 ;靜置30-50分鐘；
微弧氧化:將清潔好的彈性體用帶有螺紋的電極連接好，施加交流脈沖電源，交流脈沖電源的參數(shù)為:正向電壓420-600V、負(fù)向電壓200-250V、電流密度為22_25A/dm2、頻率為600-700HZ、占空比為10-30%，持續(xù)氧化30-32分鐘；
彈性體表面清潔:將微弧氧化完成后的彈性體用純凈水清洗，然后用無(wú)水乙醇清洗，保證彈性體和陶瓷層表面無(wú)電解液；
掛膠固化:利用電極將彈性體吊起，在非應(yīng)變區(qū)刷上一層20-50 μ m厚的環(huán)氧樹(shù)脂，在室溫下固化24小時(shí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，其特征是，包括輕金屬?gòu)椥泽w基體、陶瓷膜層和環(huán)氧樹(shù)脂層，所述的陶瓷膜層覆蓋在整個(gè)彈性體基體表面上；所述的環(huán)氧樹(shù)脂層覆蓋在整個(gè)陶瓷膜層表面上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，其特征在于，所述陶瓷膜層為微弧氧化陶瓷膜層。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，其特征在于，所述陶瓷膜層厚度為?ο μ m-100 μ m，表面粗糙度為2-6 μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，其特征在于，所述陶瓷膜層厚度為40 μ m，表面粗糙度為3 μ m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，其特征在于，所述陶瓷膜層硬度為 HV680-800。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體，其特征在于，所述陶瓷膜層硬度為HV750。7.—種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體制造工藝，其特征在于，包括以下步驟:彈性體的清洗:先用無(wú)水乙醇對(duì)彈性體表面進(jìn)行清洗，再用丙酮或者航空汽油進(jìn)行清洗，最后再用無(wú)水乙醇清洗； 電解液配制:按以下重量配制微弧氧化電解液，并充分?jǐn)嚢杈鶆?偏鋁酸鈉30-35g/L、氫氧化鈉2-3g/L、乙二胺四乙酸二鈉2.5-3.5g/L、過(guò)氧化氫15_18mL、高錳酸鉀/2.5g/L，用玻璃棒攪拌使其充分溶解，電解液的PH值為9.5-10.0 ;靜置30-50分鐘； 微弧氧化:將清潔好的彈性體用帶有螺紋的電極連接好，施加交流脈沖電源，持續(xù)氧化30-32分鐘； 彈性體表面清潔:將微弧氧化完成后的彈性體用純凈水清洗，然后用無(wú)水乙醇清洗，保證彈性體和陶瓷層表面無(wú)電解液； 掛膠固化:利用電極將彈性體吊起，在非應(yīng)變區(qū)刷上一層5-10 μ m厚的環(huán)氧樹(shù)脂，在室溫下固化24小時(shí)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體制造工藝，其特征在于，微弧氧化步驟中，交流脈沖電源的參數(shù)為:正向電壓420-600V、負(fù)向電壓200-250V、電流密度為22-25A/dm2、頻率為 600-700HZ、占空比為 10-30%。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種耐酸堿腐蝕輕金屬材料彈性體及其制造工藝，其特征在于，所述工藝包括以下步驟：1）彈性體的清洗；2）電解液配制；3）微弧氧化；4）彈性體表面清潔；5）掛膠固化。所述彈性體，其特征是，包括輕金屬?gòu)椥泽w基體、陶瓷膜層和環(huán)氧樹(shù)脂層，所述的陶瓷膜層覆蓋在整個(gè)彈性體基體表面上；所述的環(huán)氧樹(shù)脂層覆蓋在整個(gè)陶瓷膜層表面上。這種彈性體制造工藝簡(jiǎn)單、操作方便、經(jīng)濟(jì)性好、大幅縮短后道貼片工序；這種彈性體具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、靈敏度高、耐腐蝕性強(qiáng)、精度高的優(yōu)點(diǎn)，并且在強(qiáng)酸強(qiáng)堿等較為惡劣的環(huán)境中，依然保持其耐酸堿腐蝕的獨(dú)有特性。
【IPC分類】B05D7/14, C25D11/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105220198
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510687409
【發(fā)明人】張應(yīng)紅, 馬亮, 高成, 徐晉勇, 韋武伺, 何業(yè)湖, 馬祥龍, 肖盛文, 羅則棟, 楊孟杰, 謝廣歡, 吳云肖, 唐焱
【申請(qǐng)人】桂林電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日