一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体及其制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种应变式传感器弹性体及其制造工艺，具体是一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体及其制造工艺。
【背景技术】
[0002]目前，应变式传感器的应用越来越广泛，特别是电阻应变式传感器的应用，在飞机、轮船、汽车、纺织、化工等等行业，无论是轻工业还是重工业无不发挥着重要的作用。电阻应变式传感器以电阻应变片为敏感元件，将弹性体的机械变形转换为电信号，实现物理量到电信号的转换。因此，弹性体的设计以及选材对应变式传感器的综合性能尤为重要。随着现代工业的不断发展，应变式传感器的应用场合千变万化，对于不同的环境选用不同的弹性体，以充分发挥应变式传感器的实效作用。相应地对弹性体综合性能的要求也随之增强。特别化工业对弹性体的综合性能要求尤为特殊，其中极受关注的是弹性体的耐腐蚀性。而现有的技术仍然不能较为全面地解决化学腐蚀带来的严重后果。由于化工厂存在着大量强酸、强碱等液体、气体，从而使裸露在外面的与酸、碱性液体或气体的弹性体受到腐蚀，影响传感器的输出性能及工作可靠度，同时存在着严重的安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体及其制造工艺。这种制造工艺简单、操作方便、经济性好、大幅缩短后道贴片工序；这种弹性体具有结构简单、制造方便、灵敏度高、耐腐蚀性强、精度高的优点，并且在强酸强碱等较为恶劣的环境中，依然保持其耐酸碱腐蚀的独有特性。
[0004]实现本发明目的的技术方案是:
一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，包括轻金属弹性体基体、陶瓷膜层和环氧树脂层，所述的陶瓷膜层覆盖在整个弹性体基体表面上；所述的环氧树脂层覆盖在整个陶瓷膜层表面上。
[0005]所述轻金属弹性体基体为铝合金、镁合金、钛合金轻金属材料。
[0006]所述陶瓷膜层为微弧氧化陶瓷膜层。
[0007]所述陶瓷膜层无需打磨、喷砂可直接在陶瓷膜层表面通过粘接剂粘贴应变片。
[0008]所述陶瓷膜层表面布满直径不等的微孔，便于粘结剂进入微孔内，促使粘结剂对应变片产生较强的粘结力，有效减小应变传递误差。
[0009]所述陶瓷膜层厚度为10 μ m-100 μ m，表面粗糙度为2-6 μ m。
[0010]优选的陶瓷膜层厚度为40 μ m，表面粗糙度为3 μπι。这样具有层薄、表面粗糙度适中的优点，有效减小了因应变传递带来的误差。
[0011 ] 所述陶瓷膜层具有较强的耐酸碱腐蚀性。
[0012]所述陶瓷膜层硬度为HV680-800。
[0013]优选的陶瓷膜层硬度为HV750。
[0014]上述耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体制造工艺，包括以下步骤：
弹性体清洗：先用无水乙醇对弹性体表面进行清洗，再用丙酮或者航空汽油进行清洗，最后再用无水乙醇清洗，保证弹性体表面无油污和灰尘；
电解液配制：按以下重量配制微弧氧化电解液，并充分搅拌均匀：偏铝酸钠30-35g/L、氢氧化钠2-3g/L、乙二胺四乙酸二钠2. 5-3. 5g/L、过氧化氢15_18mL、高锰酸钾2. 5g/L，用玻璃棒搅拌使其充分溶解，电解液的PH值为9. 5-10. 0，静置30-50分钟；
微弧氧化：将清洁好的弹性体用带有螺纹的电极连接好，施加交流脉冲电源，持续氧化30-32分钟；
弹性体表面清洁：将微弧氧化完成后的弹性体用纯净水清洗，然后用无水乙醇清洗，保证弹性体和陶瓷层表面无电解液；
挂胶固化：利用电极将弹性体吊起，在陶瓷膜层的非应变区刷上一层20-50 μ m厚的环氧树脂，在室温下固化24小时。环氧树脂充分渗入陶瓷膜微孔，可起到保护陶瓷膜的作用。
[0015]这种制造工艺简单、操作方便、经济性好、大幅缩短后道贴片工序；这种弹性体具有结构简单、制造方便、灵敏度高、耐腐蚀性强、精度高的优点，并且在强酸强碱等较为恶劣的环境中，依然保持其耐酸碱腐蚀的独有特性。
【附图说明】
[0016]图I为实施例的工艺流程示意图；
图2为实施例中弹性体断面结构示意图。
[0017]图中，I.弹性体基体2.陶瓷膜层3.环氧树脂层。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本
【发明内容】
作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
[0019]实施例：
参照图2，一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，包括轻金属弹性体基体I、陶瓷膜层2和环氧树脂层3，所述的陶瓷膜层2覆盖在整个弹性体基体I表面上；所述的环氧树脂层3覆盖在整个陶瓷膜层2表面上。
[0020]所述弹性体基体I为铝合金、镁合金、钛合金轻金属材料。
[0021]所述陶瓷膜层2为微弧氧化陶瓷膜层。
[0022]所述陶瓷膜层2无需打磨、喷砂可直接在陶瓷膜层2表面粘贴应变片。
[0023]所述陶瓷膜层2表面布满直径不等的微孔，该微孔为微弧氧化过程中氧化物的融化和微弧通道气体的溢出而形成，其尺寸为2-6 μ m，便于粘结剂进入微孔内，促使粘结剂对应变片产生较强的粘结力，有效减小应变传递误差。
[0024]陶瓷膜层厚度为40 μ m，表面粗糙度为3 μ m。这样具有层薄、表面粗糙度适中的优点，有效减小了因应变传递带来的误差。
[0025]所述陶瓷膜层具有较强的耐酸碱腐蚀性。
[0026]陶瓷膜层硬度为HV750。
[0027]如图I所示，上述耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体制造工艺，包括以下步骤：
弹性体的清洗：先用无水乙醇对弹性体表面进行清洗，再用丙酮或者航空汽油进行清洗，最后再用无水乙醇清洗，保证弹性体表面无油污和灰尘；
电解液配制:按以下重量配制微弧氧化电解液，并充分搅拌均匀:偏铝酸钠30-35g/L、氢氧化钠2-3g/L、乙二胺四乙酸二钠2.5-3.5g/L、过氧化氢15_18mL、高锰酸钾2.5g/L，用玻璃棒搅拌使其充分溶解，电解液的PH值为9.5-10.0 ;静置30-50分钟；
微弧氧化:将清洁好的弹性体用带有螺纹的电极连接好，施加交流脉冲电源，交流脉冲电源的参数为:正向电压420-600V、负向电压200-250V、电流密度为22_25A/dm2、频率为600-700HZ、占空比为10-30%，持续氧化30-32分钟；
弹性体表面清洁:将微弧氧化完成后的弹性体用纯净水清洗，然后用无水乙醇清洗，保证弹性体和陶瓷层表面无电解液；
挂胶固化:利用电极将弹性体吊起，在非应变区刷上一层20-50 μ m厚的环氧树脂，在室温下固化24小时。
【主权项】
1.一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，其特征是，包括轻金属弹性体基体、陶瓷膜层和环氧树脂层，所述的陶瓷膜层覆盖在整个弹性体基体表面上；所述的环氧树脂层覆盖在整个陶瓷膜层表面上。2.根据权利要求1所述的耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，其特征在于，所述陶瓷膜层为微弧氧化陶瓷膜层。3.根据权利要求1所述的耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，其特征在于，所述陶瓷膜层厚度为?ο μ m-100 μ m，表面粗糙度为2-6 μ m。4.根据权利要求1所述的耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，其特征在于，所述陶瓷膜层厚度为40 μ m，表面粗糙度为3 μ m。5.根据权利要求1所述的耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，其特征在于，所述陶瓷膜层硬度为 HV680-800。6.根据权利要求1所述的耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体，其特征在于，所述陶瓷膜层硬度为HV750。7.—种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体制造工艺，其特征在于，包括以下步骤:弹性体的清洗:先用无水乙醇对弹性体表面进行清洗，再用丙酮或者航空汽油进行清洗，最后再用无水乙醇清洗； 电解液配制:按以下重量配制微弧氧化电解液，并充分搅拌均匀:偏铝酸钠30-35g/L、氢氧化钠2-3g/L、乙二胺四乙酸二钠2.5-3.5g/L、过氧化氢15_18mL、高锰酸钾/2.5g/L，用玻璃棒搅拌使其充分溶解，电解液的PH值为9.5-10.0 ;静置30-50分钟； 微弧氧化:将清洁好的弹性体用带有螺纹的电极连接好，施加交流脉冲电源，持续氧化30-32分钟； 弹性体表面清洁:将微弧氧化完成后的弹性体用纯净水清洗，然后用无水乙醇清洗，保证弹性体和陶瓷层表面无电解液； 挂胶固化:利用电极将弹性体吊起，在非应变区刷上一层5-10 μ m厚的环氧树脂，在室温下固化24小时。8.根据权利要求7所述的耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体制造工艺，其特征在于，微弧氧化步骤中，交流脉冲电源的参数为:正向电压420-600V、负向电压200-250V、电流密度为22-25A/dm2、频率为 600-700HZ、占空比为 10-30%。
【专利摘要】本发明公开了一种耐酸碱腐蚀轻金属材料弹性体及其制造工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1）弹性体的清洗；2）电解液配制；3）微弧氧化；4）弹性体表面清洁；5）挂胶固化。所述弹性体，其特征是，包括轻金属弹性体基体、陶瓷膜层和环氧树脂层，所述的陶瓷膜层覆盖在整个弹性体基体表面上；所述的环氧树脂层覆盖在整个陶瓷膜层表面上。这种弹性体制造工艺简单、操作方便、经济性好、大幅缩短后道贴片工序；这种弹性体具有结构简单、制造方便、灵敏度高、耐腐蚀性强、精度高的优点，并且在强酸强碱等较为恶劣的环境中，依然保持其耐酸碱腐蚀的独有特性。
【IPC分类】B05D7/14, C25D11/02
【公开号】CN105220198
【申请号】CN201510687409
【发明人】张应红, 马亮, 高成, 徐晋勇, 韦武伺, 何业湖, 马祥龙, 肖盛文, 罗则栋, 杨孟杰, 谢广欢, 吴云肖, 唐焱
【申请人】桂林电子科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月22日