专利名称：一种热电偶与石墨件的粘接方法
技术领域：
本发明涉及一种热电 偶与石墨件的粘接方法，尤其是一种用于石墨吸热测温的绝缘粘接方法。
背景技术：
石墨是一种性能优良的激光能量吸收材料，目前已经广泛应用于激光功率/能量测量装置中，其原理为入射激光能量转化为石墨材料的温升，利用热电偶测量得到石墨探头的温度变化，从而对应得到入射激光的能量。为了精确和快速地反映出石墨探头的温度变化，要求尽量减小热电偶与石墨探头之间的热阻，这就对热电偶与石墨探头之间的接触和固定方式提出了很高的要求。目前常见的固定方式是利用弹簧结构或者压片将热电偶压接在石墨件上，或采用银膏将热电偶与石墨件粘接的方法。使用弹簧压接方法时，首先需要设计一个固定支架，支架前端用于固定被测量石墨件，后端用于固定热电偶，热电偶后端加工出螺纹段并且装配有弹簧，利用弹簧的压力实现热电偶测温端与石墨件的紧密接触，在此种固定方法中，弹簧和支架结构复杂、占用空间尺寸较大，难以用于数百路热电偶测温的场合，此外机械压接的方法时效性不佳，使用久了会出现压接不紧的缺陷，导致热电偶与石墨探头之间的热阻较大；银膏粘接方法虽然具有接触热阻小、固定牢固、结构简单等优点，但是在实际应用中，由于银膏本身具有较好的导电性能，而石墨本身就是导体，故需要对测量装置在结构上进行绝缘设计，而且这种粘接方法在同一块石墨件上布放多个热电偶时，热电偶之间输出信号有串扰，无法测量得到同一石墨块上的温度分布。

发明内容
本发明目的是提供一种用于石墨件和热电偶之间的绝缘联接方法，具有结构紧凑、固定牢靠等特点。本发明的技术解决方案是一种热电偶与石墨件的粘接方法，包括以下步骤[1]用细石墨粉、粘接用合成树脂粉和调配溶剂调配成粘接胶；所述合成树脂粉与石墨粉的重量份之比为1 5 1 8;所述调配溶剂为甲醛或酒精。[2]将石墨件与热电偶粘接点部位进行打磨处理，使其表面变粗糙，用酒精将粘接点部位擦洗干净；[3]在热电偶结部位涂敷耐高温绝缘漆，并自然风干或高温烘干；[4]在石墨件粘接点处均勻涂抹所述的调配好的粘接胶，并使石墨件与粘接胶充分接触；[5]将涂敷有绝缘漆的热电偶结插入石墨件的粘接胶内，并固定不动；[6]将上述固定好的石墨件和热电偶一起自然风干或加热烘干。上述的粘接用合成树脂为酚醛树脂。
上述的耐高温绝缘的涂敷厚度为10 20 μ m。上述的耐高温绝缘漆自然风干时间为12小时；所述的耐高温绝缘漆高温烘干的温度为150°C 250°C，时间为3 4小时；所述的固定好的石墨件和热电偶的自然风干时间为24小时；所述的固定好的石墨件和热电偶的加热烘烤温度为150°C 200°C，时间为 3 5小时。本发明具有的有益效果 1、本发明实现了金属热电偶与石墨件之间绝缘粘接方法，可以实现在同一块石墨材料上布放多个热电偶并连接成热电堆测温的需要，具有广泛的适用性。2、本发明实现的粘接方法具有接触热阻小、测温准确的优点，并可以满足高温测量的要求。3、本发明具有结构简单、成本低、固定牢固等优点。


图1为本发明石墨件与热电偶粘接成的测温构件示意图；其中1_石墨件；2-粘接点；3-热电偶结；4-热电偶丝。
具体实施例方式在图1所示的测温构件中，为确保热电偶的测温精度，要求热电偶结3与石墨件1 之间紧密接触，保持良好的热导性，并具有较小的热阻；同时为满足同一块石墨件1上多个热电偶的同时测量，要求热电偶结3和石墨件1之间保持绝缘；此外为满足强激光辐照测量等的要求，还需要热电偶和石墨件1粘接牢固、耐高温。本发明采用热电偶与石墨件的粘接方法，包括以下步骤一、在细石墨粉中添加一定比例的粘接用耐高温合成树脂粉，并采用溶剂调配成合适黏度的粘接胶。粘接用合成树脂可采用酚醛树脂粉，具有较强的粘接力，与石墨凝固硬化后可耐1000°c以上的高温。在调配时，首先取细石墨粉若干，并按照合成树脂粉和石墨粉的体积比为1 5 1 8在石墨粉中添加合成树脂粉，该合成树脂的作用在于将石墨粉进行牢固粘接，并在凝固后保持一定的强度，粘接中可以采用甲醛作为溶剂并调配成适当的黏度，其黏度类似于文具胶水，如果太干，则难以粘附，如果太稀，则会在粘接表明流动， 影响到粘接效果。二、将石墨件与热电偶粘接点部位进行打磨处理，使其表面变得相对粗糙，用酒精将粘接点部位擦洗干净，消除油渍等对粘接效果的影响。采用打磨处理并增加表面的粗糙度可以提高粘接强度。三、用酒精将热电偶结擦洗干净后，在热电偶结部位涂敷少量耐高温绝缘漆，并自然风干或高温烘干。高温绝缘漆可选用北京志盛威华公司生产的ZS-811型，涂敷绝缘漆的目的在于防止热电偶结与石墨件之间电导通，避免同一块石墨件上布放多个热电偶时，热电偶之间输出信号的串扰，满足同一石墨块上的温度分布测量；绝缘漆的厚度不能过厚，避免影响热导，使得热电偶和石墨件之间的热阻过大，同时也不能太薄，否则会影响绝缘性， 根据多次的实践经验表明，涂敷厚度为10 20μπι较为合适。涂敷完毕后需要将绝缘漆自然风干或高温烘干，其中自然风干时间为12小时，高温烘干的温度为150°C 250°C，时间为3 4 小时。四、在石墨件粘接点处均勻涂抹调配好的粘接胶，并使石墨件与粘接胶充分接触， 将涂敷有绝缘漆的热电偶结插入石墨件的粘接胶内，并固定不动。通常情况下，由于裸装热电偶体积小、重量轻，且粘接胶有一定的黏度，故只要保证热电偶结插入在胶内，并与石墨件紧密接触即可，并不需要特殊的固定方式。五、将上述固定好的石墨件和热电偶一起自然风干或加热烘干。其中自然风干时间为24小时，加热烘烤温度为150°C 200°C，时间为3 5小时，可将石墨件与热电偶组件一起放在烘箱内完成。采取上述工艺步骤完成粘接后，测量得到石墨块与热电偶之间的电阻大于10ΜΩ， 可承受的拉力大于50N，可满足测量探头的绝缘性和可靠性要求，该探头已经成功用于高能激光参数的测量。
权利要求
1.一种热电偶与石墨件的粘接方法，其特征在于包括以下步骤[1]用细石墨粉、粘接用合成树脂粉和调配溶剂调配成粘接胶；所述合成树脂粉与石墨粉的重量份之比为1 5 1 8;所述调配溶剂为甲醛或酒精。[2]将石墨件与热电偶粘接点部位进行打磨处理，使其表面变粗糙，用酒精将粘接点部位擦洗干净；[3]在热电偶结部位涂敷耐高温绝缘漆，并自然风干或高温烘干；[4]在石墨件粘接点处均勻涂抹所述的调配好的粘接胶，并使石墨件与粘接胶充分接触；[5]将涂敷有绝缘漆的热电偶结插入石墨件的粘接胶内，并固定不动；[6]将上述固定好的石墨件和热电偶一起自然风干或加热烘干。
2.根据权利要求1所述的热电偶与石墨件的粘接方法，其特征在于所述的粘接用合成树脂为酚醛树脂。
3.根据权利要求1所述的热电偶与石墨件的粘接方法，其特征在于所述的耐高温绝缘的涂敷厚度为10 20 μ m。
4.根据权利要求1所述的热电偶与石墨件的粘接方法，其特征在于所述的耐高温绝缘漆自然风干时间为12小时；所述的耐高温绝缘漆高温烘干的温度为150°C 250°C，时间为3 4小时；所述的固定好的石墨件和热电偶的自然风干时间为24小时；所述的固定好的石墨件和热电偶的加热烘烤温度为150°C 200°C，时间为3 5小时。
全文摘要
本发明公开了一种热电偶和石墨件的绝缘粘接方法，将合成树脂粉和石墨粉按照一定的比例用溶剂调配成粘接胶，并在热电偶结的表面涂敷绝缘漆后采用粘接胶将热电偶固定在石墨上，最后通过自然风干或加热的方法使其凝固。该粘接方法实现了金属热电偶与石墨件之间绝缘粘接，可以满足在同一块石墨材料上布放多个热电偶并连接成热电堆测温的需要，并具有接触热阻小、测温准确、固定牢固、成本低等优点，可满足石墨探头用于测量高能激光光束测量的要求。
文档编号G01K1/14GK102288313SQ201110231949
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者卢嘉春, 张磊, 杨鹏翎, 王振宝, 邵碧波, 闫燕, 陈绍武 申请人:西北核技术研究所