195337. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nedvességérzékelő detektor előállítására
1 HU 195 337 B 2 2. ábrán a nedvességdetektor elölnézetben; a 3. ábrán a nedvességdetektor hátulnézetben; a 4. ábrán a védőbura metszete a nedvességdetektorral; az 5. ábrán a nedvességdetektorok három kalibrációs görbéje. A rajzon azonos hivatkozási számok hasonló részleteket jelölnek. Az 1. ábrán a nedvességdetektor oldalnézetben látható, melyet a találmány szerinti eljárással alakítunk ki. Az eljárás során egy kondenzátor két, első és második fegyverzetét kivezetéssel, valamint a köztük lévő szigetelő - dielektrikum - réteget alakítjuk ki. Egy 12 szilárd hordozóra, pl. üveg felületére az első fegyverzetként legalább 0,5 pm vastagságú nagytisztaságú 99,99%-os 13 alumíniumréteget viszünk fel. Ez úgy történik, hogy az üveg gondosan megtisztított felületére vákuumtechnikai eljárással pl. gőzöléssel 2.10” ' mbar-nál jobb vákuumban visszük fel a 13 alumíniumréteget. Mint a leírás bevezetésében említettük, a találmány szerinti eljárást az különbözteti meg a hasonló jellegű eljárásoktól, hogy a 12 szilárd hordozót a 13 alumíniumréteggel legalább három percig, előnyösen 100 °C hőmérsékleten kétszer desztillált vízben főzzük. A vizes főzés helyett legalább három percig végezhetünk gőzkezelést is, a víz egy bar-nál nagyobb nyomású gőzében. A vizes főzéssel, vagy gőzkezeléssel állítjuk elő a 14 oxidréteget, a veszteséges kondenzátor nedvességet adszorbeáló dielektrikumát. Víztelenítés után a 14 oxidrétegre vagy annak egy részére vákuumtechnikai úton visszük fel a 15 második fegyverzetet, ami nedvességet áteresztő vékony fémréteg, célszerűen aranyréteg. Ezt a 15 második fegyverzetet a kivezetéssel ellátott 17 második kontaktusfelülethez is csatlakoztatjuk A víztelenítést úgy végezzük hogy a kémiai kezelés után a maradék vizet rázással eltávolítjuk a felületről, a 14 oxidréteg szárítását pedig pormentes levegőáramban végezzük 12 szüárd hordozóra pl. üvegre felvitt 13 alumíniumréteg tapadását levegőatmoszférán a vizes főzés vagy gőzkezelés előtt előnyösen 250 °C hőmérsékleten célszerűen két óráig tartó hőkezeléssel megnöveljük Enélkül az üvegen rosszul tapadó 13 alumíniumréteg a főzés vagy gőzkezelés hatására foltokban leválhat. Közvetlenül a vizes főzés vagy a gőzkezelés előtt a 13 alumíniumréteggel ellátott 12 szilárd hordozót befogó szerelvényeivel együtt kb. 100 °C hőmérsékletre előmelegítjük A kémiai kezelés hatásos hőmérsékleti tartománya 100-150°C.A12 szilárd hordozónak és szerelvényeinek a főzés előtt levegőatmoszférán 100 °C-ra történő előmelegítésével a forró víz vagy gőz és a 13 alumíniumréteg reakcióidejét tudjuk pontosan mérhetővé tenni. Előmelegítés nélkül a 12 szilárd hordozó nagytömegű szerelvényei csökkentik a forró víz vagy gőz hőmérsékletét, és így a kezelés ideje bizonytalanná válik Alkalmazhatunk 12 szilárd hordozóként megfelelő szilárdságú nagytisztaságú 99,99%-os polírozott felületű alumínium lemezt is. Ez esetben a 13 alummiumréteg kialakítása el is maradhat. A kémiai kezelési idő legalább három perc. Három percnél rövidebb főzéssel vagy gőzkezeléssel az oxidálás során nagyon vékony 14 oxidréteget - dielektrikum- kapunk A vékony 14 oxidrétegnél kicsi az átütési feszültség, nagy az induló vezetőképesség, és így kicsi a nedvesség hatására bekövetkező relatív vezetőképesség változás. A kémiai kezelés egyöntetűsége céljából a reakció teljes ideje alatt a 12 szilárd hordozót a 13 alumíniumréteggel és szerelvényeit a vízzel vagy gőzzel azonos hőmérsékleten tartjuk A vizes főzéssel vagy gőzkezeléssel kialakított 14 oxidréteget - oxidált alumíniumréteg - szárítás után a 15 második fegyverzet pl. aranyréteg felvitele előtt fokozatos felfűtéssel és lehűtéssel legalább három percig kb 400 °C hőmérsékleten hőkezeljük A felfűtést, majd a felfűtést követő lehűtést pl. 20 °C/perc, illetve 10 °C/perc sebességgel végezzük A hőkezelés közben a 14 oxidréteg helyenként megrepedezhet. Ezért a hőkezelés után a 14 oxidréteg repedéseinek elzárására, illetve a 14 oxidréteg villamos szüárdságának biztosítására befejező oxidációs lépésként egy vizes főzést vagy gőzkezelést iktatunk be. A vizes főzést vagy gőzkezelést és az ezt követő hőkezelést több ciklusra bontva is végezhetjük de minden esetben befejező oxidációs lépésként egy-egy vizes főzést vagy gőzkezelést végzünk A vizes főzések vagy gőzkezelések közé iktatott levegőatmoszférán és 400 °C hőmérsékleten végzett kezelés hatására a 14 oxidrétegből a kötött víz részben eltávozik és stabü szerkezetű, megfelelő póruseloszlású 14 oxidréteget - dielektrikum - kapunk Ezáltal növelni tudjuk a 14 oxidréteg adszorpciós vízfelvevő képességét. Az így kezelt nedvességdetektor ugyanazon nedvességváltozás hatására nagyobb jelet ad, mint az ilyen hőkezelést nem kapott detektor. Ugyanakkor a hőkezelés hatására felléphetnek olyan hibák a 14 oxidrétegben, amelyek a gyártási kihozatalt csökkentik Egyes esetekben az előzőekben ismertetett vizes főzéses vagy gőzkezeléses oxidáción kívül a 15 második fegyverzet pl. aranyréteg felvitele előtt a 14 oxidréteget vízszegény elektrolitban anódosan oxidáljuk ami a nedvességdetektor feszültségállóságát növeli A vízszegény elektrolit víztartalma 20%-nál kisebb. Az elektrolit további alkotói alifás és aromás alkoholok pl. metüalkohol, etilénglikol, ciklohexanol, stb. vizes főzés vagy gőzkezelés után alkalmazott eloxálás csökkenti a nedvességdetektor érzékenységét: vagyis ugyanakkora nedvességváltozásra nem következik be akkora jelváltozás, mint eloxálatlan dielektrikumú nedvességdetektomál. A vízszegény elektrolit hatására nem épül be olyan sok víz a 14 oxidrétegbe, ami az érzékenységet számottevően rontaná. A vízszegény elektrolitba nátriumvolframátot alkalmazunk ami az elektrolit fő ionos komponense. A vízszegény elektrolitban a nagy molekulasúlyú volframát gyök azért célszerű, mert a dielektrikumba történő részleges beépülése esetén kis mozgékonysága révén nem befolyásolja hátrányosan a nedvességdetektor hosszú idejű stabilitását. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
