CN110129851B - 热电偶及其制备方法、电器 - Google Patents

热电偶及其制备方法、电器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了热电偶及其制备方法、电器。该热电偶包括：金属基材；氧化膜层，所述氧化膜层覆盖所述金属基材的至少一部分的表面；绝缘涂层，所述绝缘涂层覆盖所述氧化膜层的表面；电极层，所述电极层设置在所述绝缘涂层远离所述金属基材的一侧，其中，所述绝缘涂层的孔径不大于10纳米。由此，该热电偶中的绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。

Description

热电偶及其制备方法、电器
技术领域
本发明涉及家用电器技术领域，具体地涉及热电偶及其制备方法、电器。
背景技术
随着家电产业的转型升级及技术发展，智能化电器成为家电技术的重要发展方向。其中，薄膜热电偶以质量小、响应速度快、对环境扰动小、不破坏被测件结构等优点，成为先进的表面温度测量技术，可广泛应用于家用电器的表面温度测量，不仅可以实现精准、实时的温度显示，还可以有效提升产品性能及用户体验。薄膜热电偶相对于传统体相热电偶材料，可以直接制备于被测物体表面，真正满足精确、实时的感温需求，且不影响产品结构的整体性及美观性。
然而，目前的热电偶及其制备方法、电器，仍有待改进。
发明内容
本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：
发明人发现，目前的薄膜热电偶中的绝缘层普遍存在着绝缘性能差、耐高温性能差、与基材的结合力差等问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于在制备薄膜热电偶时，首先需要在金属基材上制备一层绝缘层，而目前的绝缘层普遍采用涂覆有机物或烧结陶瓷的方法来制备，一方面上述方法制备的绝缘层耐高温性能较差；另一方面还存在与基材结合力较差的问题，绝缘层容易与金属基材脱离，在较为严峻的工况下很容易出现绝缘失效的可能，造成绝缘性能差等问题。为了进一步提高绝缘层的耐腐蚀、耐磨性以及绝缘性能，现有技术直接在金属基材上通过阳极氧化处理形成一定厚度的氧化膜层，然而，该氧化膜层本身仍然是多孔结构，根据电解工艺和溶液配比的不同依然会形成10～3000nm直径范围的孔，后续在氧化膜层上形成导电层时，例如，涂覆导电性较好的溶液或熔体时，粒子会渗入到纳米孔洞中导致绝缘失效，由此造成绝缘性能不够突出。
本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种热电偶。根据本发明的实施例，该热电偶包括：金属基材；氧化膜层，所述氧化膜层覆盖所述金属基材的至少一部分的表面；绝缘涂层，所述绝缘涂层覆盖所述氧化膜层的表面；电极层，所述电极层设置在所述绝缘涂层远离所述金属基材的一侧，其中，所述绝缘涂层的孔径不大于10纳米。由此，该热电偶中的绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。
根据本发明的实施例，所述氧化膜层的厚度为10～200微米。由此，绝缘层与金属基材的结合性能优异，可以进一步提升热电偶的性能。
根据本发明的实施例，形成所述绝缘涂层的材料包括无机硅胶、硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、氧化锆、二氧化钛以及氧化铝的至少之一。由此，可以提升热电偶中绝缘层的致密性，提升绝缘性能，进一步提升热电偶的性能。
根据本发明的实施例，所述绝缘涂层的厚度为1～200微米。由此，绝缘层与金属基材的结合性能优异，可以进一步提升热电偶的性能。
根据本发明的实施例，所述电极层进一步包括第一电极以及第二电极，所述第一电极以及所述第二电极的至少一部分是交叠设置的。由此，可以进一步提升热电偶的性能。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备前面所述的热电偶的方法。该方法包括：对金属基材进行氧化处理，以便形成氧化膜层；在所述氧化膜层上形成绝缘涂层，以便形成金属板材；基于所述金属板材，在所述绝缘涂层上形成电极层，以便形成所述热电偶。该方法制备的热电偶可以是前面描述的热电偶，由此可以具有前面描述的热电偶所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该方法制备的热电偶中的绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。
根据本发明的实施例，所述氧化处理为阳极氧化处理，进行所述阳极氧化处理时，所使用的电解液包括：100～220g/L硫酸、5～15g/L草酸、2～16g/L丙三醇、2～5g/L添加剂；电解液温度为3～10摄氏度，反应时间为30～120分钟，电压范围为12～18伏特。由此，可以简便的进行阳极氧化处理，进一步提升制备得到的热电偶的性能。
根据本发明的实施例，所述氧化处理为微弧氧化，进行所述微弧氧化处理时，所使用的电解液包括：1～20g/L磷酸钠、4～35g/L硅酸钠、4～10g/L硅酸钾、1～20g/L氢氧化钠、0.5～4g/L丙三醇、0～3g/L硼酸、1～5g/L纳米氧化铝和1～5g/L碳化硅；电解液温度为3～50摄氏度，反应时间为30～120分钟，电压范围为400～550伏特。由此，可以简便的进行微弧氧化处理，进一步提升制备得到的热电偶的性能。
根据本发明的实施例，所述绝缘涂层是通过在所述氧化膜层上设置绝缘材料并干燥而形成的，所述绝缘材料是通过滚涂、旋涂、静电喷涂的至少之一设置在所述氧化膜层上的。由此，可以简便的形成绝缘涂层，进一步提升制备得到的热电偶的性能。
根据本发明的实施例，所述干燥为真空干燥，其中，干燥温度为200～600摄氏度，干燥时间为10～60分钟，压强不高于5000Pa。由此，可以使绝缘涂层充分渗入氧化膜层，进一步提升热电偶中绝缘层与金属基材的结合性能，并且可以提升绝缘层的致密性能，绝缘性能更加优异。
根据本发明的实施例，基于所述金属板材，在所述绝缘涂层上形成电极层是通过以下步骤实现的：采用热喷涂方法，将第一热电材料喷涂在所述金属板材的所述绝缘涂层的表面上，以形成第一电极；采用所述热喷涂方法，将第二热电材料喷涂在所述绝缘涂层的表面上，以形成第二电极；其中，所述第二电极和所述第一电极之间具有至少一个接触区域，且所述第一热电材料和所述第二热电材料的成分不同。发明人发现，上述形成电极层的方法操作简单、方便，容易实现，对工艺参数的控制精度要求低，工艺可行性高，可靠性好，成本低，生产效率高，易于实际工业化生产，且利用该电极层的热电偶可以直接接触被测物体，特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，所述热喷涂方法包括电弧喷涂、火焰喷涂和等离子体喷涂中的至少一种。
根据本发明的实施例，所述电弧喷涂采用的载气为氮气或惰性气体，且满足以下至少之一：电压为20-45V；电流为50-400A；喷涂距离为50-400毫米；喷涂气压大于等于0.2MPa；喷枪移动速度50-2000mm/S。
根据本发明的实施例，所述火焰喷涂满足以下至少之一：金属板材预热温度大于40℃；喷涂角度为60-90度；喷涂距离为50-300mm；氧气压力大于等于0.5MPa；乙炔压力大于等于0.1MPa；喷枪移动速度为50-1000mm/S；送粉量为0.5-2.0Kg/h；粉材粒径为15-45μm。
根据本发明的实施例，所述等离子体喷涂满足以下至少之一：电流为300-700A；电压为30-100V；氩气流量为30-70L/min；氢气或氦气流量为4-25L/min；送粉载气流量为3-15L/min；喷涂距离为50-250mm；喷枪移动速度为50-1000mm/S；送粉速度为5-50g/min。
根据本发明的实施例，所述第一电极和所述第二电极均具有粗糙的表面；所述第一电极和所述第二电极的平均厚度各自独立的为5-100微米；所述接触区域的面积为0.5-200平方毫米。
根据本发明的实施例，所述第一热电材料包括铂铑合金、镍铬合金、铁、铜、镍铬硅合金和钨铼合金中的至少一种；所述第二热电材料包括铂铑合金、铂、镍硅合金、镍铝合金、镍硅镁合金和钨铼合金中的至少一种。
在本发明的又一个方面，本发明提出了一种电器。所述电器包括前面所述的热电偶。由此，该电器可以具有前面描述的热电偶所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电器中所使用的热电偶，其绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。
根据本发明的实施例，所述电器为烹饪设备，所述热电偶设置在所述烹饪设备中与食物直接接触的一侧。发明人发现，该热电偶直接接触被测物体，特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。该热电偶用于烹饪设备时，烹饪效果好，可实现真正的智能化烹饪，且具有前面所述的热电偶的所有特征和优点，在此不再赘述。
根据本发明的实施例，所述烹饪设备还包括保护层，所述保护层覆盖所述热电偶，且与所述食物直接接触；其中，所述保护层为特氟龙涂层或陶瓷不沾涂层；所述保护层的厚度为10-100微米。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1显示了根据本发明一个实施例的热电偶的结构示意图；
图2显示了根据本发明另一个实施例的热电偶的结构示意图；
图3显示了根据本发明又一个实施例的热电偶的结构示意图；
图4显示了根据本发明一个实施例的制备热电偶的方法的流程示意图；以及
图5显示了根据本发明另一个实施例的制备热电偶的方法的流程示意图；
图6显示了根据本发明一个实施例的制备热电偶的方法的部分流程示意图；
图7显示了根据本发明一个实施例的热电偶的部分结构示意图；
图8显示了根据本发明一个实施例的第一掩膜板和第二掩膜板的实物照片；
图9显示了根据本发明一个实施例热电偶的实物照片；
图10显示了根据本发明一个实施例热电偶测温精度的装置的剖面结构示意图；
图11至图13显示了根据本发明具体实施例1-3的热电偶与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线图；以及
图14显示了根据本发明一个实施例的热电偶截面的扫描电子显微照片。
附图标记说明：
100：金属基材；200：氧化膜层；300：绝缘涂层；400：电极层；410：第一电极；420：第二电极；1000：陶瓷片；2000：加热器；3000：保温材料；4000：温度采集器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种热电偶。根据本发明的实施例，参考图1，该热电偶包括：金属基材100、氧化膜层200、绝缘涂层300以及电极层400。根据本发明的实施例，氧化膜层200覆盖金属基材100的至少一部分的表面。根据本发明的实施例，绝缘涂层300覆盖氧化膜层200的表面，电极层400设置在绝缘涂层300远离金属基材100的一侧。根据本发明的实施例，绝缘涂层300的孔径不大于10纳米。由此，该热电偶中的绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。
为了便于理解，下面对氧化膜层和绝缘涂层实现上述技术效果的原理进行详细说明：
如前所述，即使是烧结陶瓷形成的氧化膜层，仍然存在10～3000纳米直径范围的多孔结构，该结构会导致在氧化膜层表面涂覆流动性较强的导电浆料时，导电浆料由多孔结构向金属基材一侧渗透，最终会造成绝缘失效。发明人发现，如能够在已经形成的氧化膜层上，再形成一层致密的绝缘涂层(例如孔径不大于10纳米)，则可以有效的封堵氧化膜层中的多孔结构，在氧化膜层上形成绝缘涂层后，绝缘层更加致密，由此可以显著提升金属基材的绝缘性能，即便是水分、熔体都极难通过绝缘涂层渗入氧化膜层中的多孔结构，也就不存在后续形成的导电层与金属基材之间短路的问题。由于在氧化膜层之上存在较为致密的绝缘涂层，即便是后续需要在绝缘层表面进行涂覆银浆、喷涂导电涂层、溅射导电粒子等工艺，也可实现传感器等电子元件或是相关电路的制备，所形成的电路等电学结构也不会与金属基材之间发生接触，产生短路等问题。
根据本发明的实施例，金属基材100的具体材料不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如，根据本发明的实施例，金属基材100可以是铝合金、钛合金、以及不锈钢合金的至少之一。具体的，可以为抗菌不锈钢合金、300系不锈钢、400系不锈钢、压铸铝合金、旋压铝合金以及5系铝合金的至少之一。由此，材料来源广泛、易得，成本较低，且利于后续工艺形成电极层。
根据本发明的实施例，氧化膜层200的厚度不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如，根据本发明的实施例，氧化膜层200的厚度可以为10～200微米。发明人发现，厚度过小，氧化膜层200的绝缘性能不佳，厚度过大，氧化膜层200与金属基材100的结合性能差，容易在后续制程或使用过程中脱落。该氧化膜层200在上述厚度条件下，与金属基材100之间的结合力较强，同时兼顾优异的绝缘性能，可进一步提升热电偶的性能。根据本发明的实施例，形成氧化膜层200的具体方式、具体材料均不受特别限制，例如，当金属基材100为铝合金时，可以是通过阳极氧化处理或者微弧氧化处理形成氧化膜层200，所形成的氧化膜层200为氧化铝。
根据本发明的实施例，形成绝缘涂层300的具体材料不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如，根据本发明的实施例，形成绝缘涂层300的材料包括无机硅胶、硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、氧化锆、二氧化钛以及氧化铝的至少之一。由此，可以提升热电偶中绝缘层的致密性，提升绝缘性能，进一步提升热电偶的性能。根据本发明的实施例，绝缘涂层300的厚度不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如，根据本发明的实施例，绝缘涂层300的厚度可以为1～200微米。厚度过小，绝缘涂层300对绝缘层致密性能的提升有限，导致绝缘性能不佳，厚度过大，绝缘涂层300与氧化膜层200、金属基材100的结合性能差，由此，该绝缘涂层300在上述厚度条件下，与氧化膜层200、金属基材100之间的结合力最强，同时兼顾优异的绝缘性能，进一步提升热电偶的性能。根据本发明的实施例，形成绝缘涂层300的具体方式不受特别限制，例如，可以是通过滚涂、旋涂、静电喷涂的至少之一的方式形成的。
此外，发明人发现，由上述材料形成的氧化膜层与绝缘涂层，从材料以及制备流程上，可以较好的与金属基材的融为一体，从而具备更优异的结合力，并且氧化膜层与绝缘涂层本身的耐高温、耐腐蚀性能好，形成的热电偶可以长期在高温等较为严苛的条件下工作，有利于进一步提升热电偶的稳定性。
根据本发明的实施例，参考图2(图2中的(a)为剖面结构示意图，图2中的(b)为平面结构示意图)与图3(图3中的(a)为剖面结构示意图，图3中的(b)为平面结构示意图)，电极层400进一步包括第一电极410以及第二电极420，第一电极410以及第二电极420的至少一部分是交叠设置的，即第一电极410与第二电极420具有至少一个接触区域。需要说明的是，参考图2，上述接触区域可以仅包括垂直于金属基材100的接触面(如图2中所示出的A)；或者，参考图3，接触区域可以既包括垂直于金属基材100的接触面，也包括平行于金属基材100的接触面(如图3中的(a)所示出的B)。由此，可以进一步提升热电偶的性能。根据本发明的实施例，第一电极410以及第二电极420的具体形成材料、具体形状、厚度、电阻值、形成方式均不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。根据本发明的实施例，第一电极以及第二电极之间的接触区域的具体大小、接触区域的具体数量均不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。
根据本发明的实施例，第一电极410和第二电极420均具有粗糙的表面。需要说明的是，本发明所述的粗糙的表面应为肉眼可以辨别的粗糙的表面。在本发明的一些实施例中，第一电极410和第二电极420的表面粗糙度均大于1微米。由此，对工艺参数的控制精度要求低，工艺可行性高，可靠性好，成本低，生产效率高，易于实际工业化生产，且制备的热电偶特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，第一电极410和第二电极420的厚度不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，第一电极410和第二电极420的平均厚度可以为5-100微米。在本发明的一些更加优选的实施例中，第一电极410和第二电极420的平均厚度可以为10-60微米。在本发明的一些具体实施例中，第一电极410和第二电极420的平均厚度可以为10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米。由此，制备所得的热电偶的测温效果好，使得第一电极410和第二电极420同时具有更高的可靠性和更好的耐磨性能，均一性更好，且视觉上更加美观。
在本发明的另一个方面，本发明提出了一种制备前面所述的热电偶的方法。该方法制备的热电偶可以是前面描述的热电偶，由此可以具有前面描述的热电偶所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该方法制备的热电偶中的绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。根据本发明的实施例，参考图4，该方法包括：
S100：对金属基材进行氧化处理
在该步骤中，对金属基材进行氧化处理，以便形成氧化膜层。根据本发明的实施例，金属基材的具体材料不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。例如，根据本发明的实施例，金属基材可以是铝合金、钛合金、以及不锈钢合金的至少之一。具体的，可以为抗菌不锈钢合金、300系不锈钢、400系不锈钢、压铸铝合金、旋压铝合金以及5系铝合金的至少之一。由此，材料来源广泛、易得，成本较低，且利于后续工艺形成电极层。
根据本发明的实施例，氧化处理的具体类型不受特别限制，本领域技术人员可以根据工件的需求的不同，选取不同的氧化处理工艺。例如，根据本发明的实施例，氧化处理可以为阳极氧化处理，进行阳极氧化处理时，所配置的电解液的具体类型也不受特别限制，例如可以包括：100～220g/L硫酸、5～15g/L草酸、2～16g/L丙三醇、2～5g/L添加剂；根据本发明的实施例，电解液的温度、阳极氧化处理的反应时间、所使用的电压范围均不受特别限制，例如，电解液的温度可以为3～10摄氏度，反应时间可以为30～120分钟，电压范围可以为12～18伏特。由此，可以简便的进行阳极氧化处理，进一步提升制备得到的热电偶的性能。或者，根据本发明的实施例，氧化处理可以为微弧氧化，进行微弧氧化处理时，所配置的电解液的具体类型不受特别限制，例如可以包括：1～20g/L磷酸钠、4～35g/L硅酸钠、4～10g/L硅酸钾、1～20g/L氢氧化钠、0.5～4g/L丙三醇、0～3g/L硼酸、1～5g/L纳米氧化铝和1～5g/L碳化硅；根据本发明的实施例，电解液的温度、微弧氧化处理的反应时间、所使用的电压范围均不受特别限制，例如，电解液温度可以为3～50摄氏度，反应时间可以为30～120分钟，电压范围可以为400～550伏特。由此，可以简便的进行微弧氧化处理，进一步提升制备得到的热电偶的性能。根据本发明的实施例，利用阳极氧化处理或者微弧氧化处理时，为保证电解均匀需在电解过程保持溶液打气或循环。
根据本发明的实施例，通过氧化处理形成的氧化膜层的具体厚度大小前面已经进行了详细的叙述，在此不再赘述。根据本发明的实施例，形成氧化膜层的具体材料不受特别限制，例如，当金属基材为铝合金时，通过阳极氧化处理或者微弧氧化处理所形成氧化膜层为氧化铝。
为了进一步提高利用该方法制备的热电偶的性能，参考图5，在对金属基材进行氧化处理之前，该方法进一步包括：
S10：对金属基材进行预处理
在该步骤中，对金属基材进行预处理。根据本发明的实施例，预处理的具体方式具体可以包括：首先对金属基材进行除油，其次对金属基材进行碱洗，接着对金属基材进行出光，最后对金属基材进行化抛。根据本发明的实施例，进行除油、碱洗、出光、化抛的具体方式均不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择。下面以铝合金工件为例，对上述预处理的具体处理方式进行详细说明：
(1)除油
将铝合金工件浸渍于常见市售除油溶液中3～10分钟并清洗干净，溶液温度为60～70摄氏度。
(2)碱洗
将步骤(1)获得的工件浸渍于10～20％氢氧化钠溶液3～6min，溶液温度20～30摄氏度，然后将工件置于流动清水清洗2～8分钟。
(3)出光
将步骤(2)获得的工件浸渍于5～10％硝酸溶液中3～10分钟，溶液温度20～30摄氏度，然后将工件置于流动清水清洗2～8分钟。
(4)化抛
将步骤(3)获得的工件浸渍于85％的磷酸溶液，或者磷酸和硫酸体积比为9:1的混合溶液中浸渍30～200秒，溶液温度85±15摄氏度，然后将工件置于流动清水清洗2～8分钟。
经过上述预处理的金属基材表面清洁平整，有利于提高后续工序的质量。
S200：在氧化膜层上形成绝缘涂层
在该步骤中，在氧化膜层上形成绝缘涂层，以便形成金属板材。根据本发明的实施例，在氧化膜层上形成的绝缘涂层的孔径不大于10纳米，由此，该方法制备的热电偶中的绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。
根据本发明的实施例，形成绝缘涂层的具体方式不受特别限制，例如，绝缘涂层可以是通过在氧化膜层上设置绝缘材料并干燥而形成的，其中，绝缘材料是通过滚涂、旋涂、静电喷涂的至少之一设置在氧化膜层上的。由此，可以简便的形成绝缘涂层，进一步提升制备得到的热电偶的性能。根据本发明的实施例，形成绝缘涂层的具体材料(即绝缘材料)、膜层的具体厚度前面已经进行了详细的叙述，在此不再赘述。根据本发明的实施例，干燥的具体方式不受特别限制，例如，干燥可以为真空干燥，由此，可以使绝缘涂层在真空干燥过程中充分渗入氧化膜层，进一步提升热电偶中绝缘层与金属基材的结合性能，并且可以提升绝缘层的致密性能，绝缘性能更加优异。根据本发明的实施例，真空干燥的干燥温度、干燥时间、干燥压强均不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需求进行选择，例如，可在真空条件下进行干燥处理，如干燥温度可以为200～600摄氏度，干燥时间可以为10～60分钟，压强不高于5000Pa。根据本发明的具体实施例，干燥温度可以为300摄氏度，干燥时间可以为30分钟，干燥时的压强可以为1000Pa。具体的，可以将已经形成绝缘材料的金属基材置于真空烘箱中烘烤，首先抽真空，通过负压使绝缘材料充分渗入氧化膜层的多孔结构中，然后再加热烘烤使绝缘材料凝固，以便形成绝缘涂层，由此，不仅可以提高绝缘涂层与氧化膜层、金属基材的结合力，同样可以使绝缘涂层完全覆盖氧化膜层的多孔结构，以实现封孔的效果。
为了进一步提高利用该方法制备的热电偶的性能，参考图5，在对金属基材进行氧化处理之后，在氧化膜层上形成绝缘涂层之前，该方法进一步包括：
S20：清洗处理
在该步骤中，对经过氧化处理的金属基材进行清洗处理。根据本发明的实施例，清洗处理可以进一步包括：清水冲洗、超声波清洗以及烘干处理。具体的，首先将经过氧化处理的金属基材置于流动清水中清洗2～5分钟，然后再置于纯水中利用超声波清洗3～8分钟，水温可以为25±5℃，最后，对清洗后的金属基材进行烘干处理，以便进行下一步在金属基材的氧化膜层上形成绝缘涂层。
S300：在绝缘涂层上形成电极层
在该步骤中，基于金属板材，在绝缘涂层上形成电极层，以便形成热电偶。根据本发明的实施例，参考图6，电极层可以是通过以下步骤实现的：
S1：形成第一电极
在该步骤中，采用热喷涂方法，将第一热电材料喷涂在金属板材的绝缘涂层的表面上，形成第一电极。具体的，参考图7(图7中的(a)为剖面结构示意图，图2a中的(b)为平面结构示意图)，所示出的结构示意图即为在金属板材(包括金属基材100、氧化膜层200、绝缘涂层300)的绝缘涂层300的表面上形成第一电极410的结构。
根据本发明的实施例，第一热电材料的具体材料种类不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择，例如可以包括但不限于铂铑合金、镍铬合金、铁、铜、镍铬硅合金和钨铼合金等。在本发明的一些实施例中，第一热电材料的种类可以具体为Pt90Rh10、Pt87Rh13、Pt70Rh30、Ni90Cr10、铁、铜、Ni84.5Cr14Si1.5、W97Re3和W95Re5。由此，材料来源广泛、易得，且可以使得制备所得的热电偶的测温效果好、稳定性和灵敏度均较高。
根据本发明的实施例，第一热电材料的提供形式不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，第一热电材料以第一丝材的形式提供。在本发明的另一些实施例中，第一热电材料以合金粉料的形式提供。由此，更加适合进行热喷涂。
根据本发明的实施例，第一丝材的规格不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，第一丝材的直径可以为1.0-2.5毫米。在本发明的一些具体实施例中，第一丝材的直径可以为1.0毫米、1.5毫米、2.0毫米、2.5毫米。由此，第一丝材的直径适中，更加适合进行热喷涂处理。
根据本发明的实施例，合金粉料的粒径不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。需要说明的是，本发明所述的合金粉料的粒径为粒径分布范围，所述合金粉料的颗粒的粒径不同，但都在此粒径分布范围内。在本发明的一些实施例中，合金粉料的粒径可以为15-45μm。在本发明的一些具体的实施例中，合金粉料的粒径可以为20μm、30μm。由此，合金粉料的粒径适中，更加适合进行热喷涂处理。
根据本发明的实施例，热喷涂的具体方法不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择，例如包括但不限于电弧喷涂、火焰喷涂，以及等离子喷涂等。在本发明的一些实施例中，热喷涂的具体方法为电弧喷涂。由此，操作简单、方便，容易实现，对工艺参数的控制精度要求低，可行性高，可靠性好，成本低，生产效率高，易于实际工业化生产，且最终制备的热电偶直接接触被测物体，特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，发明人对电弧喷涂的载气进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，电弧喷涂的载气为氮气或惰性气体(指稀有气体，即氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)和具放射性的氡(Rn))，可以有效防止在电弧喷涂过程中的第一电极和第二电极被氧化而导致制备所得的热电偶的测温精度低、产品性能差。发明人发现，与载气不采用氮气或惰性气体相比，采用氮气或惰性气体所制备的热电偶的测温精度可显著提高。在本发明的一些实施例中，电弧喷涂的载气为氮气。由此，可以在使得制备的热电偶的测温精度显著提高的同时，成本较低。
根据本发明的实施例，发明人对电弧喷涂的电压进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，电弧喷涂的电压为20-45V，在本发明的一些具体实施例中，电弧喷涂的电压具体为20V、25V、30V、35V、40V、45V，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，所述电弧喷涂的电压在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得第一热电材料喷涂得更加充分，形成的第一电极200的质量更高，且与金属板材的结合力更好；同时，在进行电弧喷涂过程中的温度适中，不会有更多的第一热电材料发生氧化，形成的第一电极的纯度更高，热电性能更加优异。
根据本发明的实施例，发明人对电弧喷涂的电流进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，电弧喷涂的电流为50-400A，在本发明的一些具体实施例中，电弧喷涂的电流具体为50A、100A、150A、200A、250A、300A、350A、400A、450A，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，电弧喷涂的电流在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得第一热电材料形成第一电极的效率更高；同时，形成的第一电极具有较高的均一性。
根据本发明的实施例，发明人对电弧喷涂的喷涂距离(指喷枪出气口与金属板材的直线距离)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，电弧喷涂的喷涂距离为50-400毫米，在本发明的一些具体实施例中，电弧喷涂的喷涂距离具体为50毫米、100毫米、150毫米、200毫米、250毫米、300毫米、350毫米、400毫米、450毫米，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，电弧喷涂的喷涂距离在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得金属板材的形状更加完好，在进行电弧喷涂前与电弧喷涂后金属板材的形状无明显变化；同时，可保证较高的生产效率，第一电极与金属板材的结合力更高，不会有更多的第一热电材料发生氧化，形成的第一电极的纯度更高，热电性能更加优异。
根据本发明的实施例，发明人对电弧喷涂的喷涂气压进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，电弧喷涂的喷涂气压大于等于0.2MPa，在本发明的一些具体实施例中，电弧喷涂的喷涂气压具体为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1MPa、1.2MPa，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，电弧喷涂的喷涂气压在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得在进行电弧喷涂时，第一热电材料的喷出速度更高，形成的第一电极与金属板材的结合力更好。
根据本发明的实施例，发明人对电弧喷涂的喷枪移动速度进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，电弧喷涂的喷枪移动速度为50-2000mm/S，在本发明的一些具体实施例中，电弧喷涂的喷枪移动速度具体为50mm/S、400mm/S、800mm/S、1200mm/S、1600mm/S、2000mm/S，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，电弧喷涂的喷枪移动速度在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成的第一电极的厚度适中，且保证具有更加优异的均一性和连续性。
根据本发明的实施例，为了使该热电偶的制备方法的成本更低，生产效率更高，可靠性更好，且能够获得性能更加优异的热电偶，发明人综合考虑了电弧喷涂采用的载气、电压、电流、喷涂距离、喷涂气压、喷枪移动速度，发明人发现，当电弧喷涂采用的载气为氮气或惰性气体，且同时满足：电压为20-45V；电流为50-400A；喷涂距离为50-400毫米；喷涂气压大于等于0.2MPa；喷枪移动速度50-2000mm/S时，其各个参数之间相互影响，相互之间起协同作用，由此该热电偶的制备方法可以缩短至2分钟之内，相对于现有技术缩短了上百倍，成本仅为现有技术的十分之一，且制备所得的热电偶测温精度极高，灵敏度极高，热响应速度极快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验极好。
在本发明的另一些实施例中，热喷涂的具体方法为火焰喷涂。由此，操作简单、方便，容易实现，对工艺参数的控制精度要求低，可行性高，可靠性好，成本低，生产效率高，易于实际工业化生产，且制备的热电偶直接接触被测物体，特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的金属板材预热温度进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的金属板材预热温度大于40℃，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的金属板材预热温度具体为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的金属板材预热温度在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成第一电极与金属板材的结合力更好。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的喷涂角度(喷涂方向与金属板材的夹角)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的喷涂角度为60-90度，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的喷涂角度具体为60度、70度、80度、90度，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的喷涂角度在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得在进行火焰喷涂时，基本上不会出现阴影效应，形成的第一电极的致密度更高。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的喷涂距离(火焰喷涂的喷枪与金属板材的距离)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的喷涂距离为50-300mm，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的喷涂距离具体为50mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的喷涂距离在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得金属板材的形状更加完好，在进行火焰喷涂前与火焰喷涂后金属板材的形状无明显变化；同时，可保证较高的生产效率，第一电极与金属板材的结合力更高，不会有更多的第一热电材料发生氧化，形成的第一电极的纯度更高，热电性能更加优异。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的氧气压力进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的氧气压力大于等于0.5MPa，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的氧气压力具体为0.5MPa、0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的氧气压力在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成第一电极与金属板材的结合力更好。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的乙炔压力进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的乙炔压力大于等于0.1MPa，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的乙炔压力具体为0.1MPa、0.3MPa、0.5MPa、0.7MPa、0.9MPa、1.1MPa、1.3MPa，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的乙炔压力在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成第一电极与金属板材的结合力更好。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的喷枪移动速度进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的喷枪移动速度为50-1000mm/S，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的喷枪移动速度具体为50mm/S、100mm/S、200mm/S、400mm/S、600mm/S、800mm/S、1000mm/S，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的喷枪移动速度在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成的第一电极的厚度适中，且保证具有更加优异的均一性和连续性。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的送粉速率(单位时间内消耗合金粉材的质量)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的送粉量为0.5-2.0Kg/h，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的送粉量具体为0.5Kg/h、0.6Kg/h、0.7Kg/h、0.8Kg/h、0.9Kg/h、1.0Kg/h、1.5Kg/h、2.0Kg/h，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的送粉量在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成第一电极的效率更高，第一电极200的厚度更加均匀，同时可保证火焰喷涂的设备不易发生堵塞。
根据本发明的实施例，发明人对火焰喷涂的粉材粒径(需要说明的是，此处粉材粒径在本文中指合金粉料的粒径)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，火焰喷涂的粉材粒径为15-45μm，在本发明的一些具体实施例中，火焰喷涂的粉材粒径具体为20μm、30μm，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，火焰喷涂的粉材粒径在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，不会有更多的第一热电材料发生氧化，形成的第一电极的纯度更高，热电性能更加优异；且使得第一热电材料喷涂得更加充分，形成的第一电极的质量更高，且与金属板材的结合力更好。
根据本发明的实施例，为了使该热电偶的制备方法的成本更低，生产效率更高，可靠性更好，且能够获得性能更加优异的热电偶，发明人综合考虑了火焰喷涂采用的基材预热温度、喷涂角度、喷涂距离、氧气压力、乙炔压力、喷枪移动速度、送粉量、粉材粒径，发明人发现，当火焰喷涂的基材预热温度大于40摄氏度，且同时满足：喷涂角度为60-90度；喷涂距离为50-300mm；氧气压力大于等于0.5MPa；乙炔压力大于等于0.1MPa；喷枪移动速度为50-1000mm/s；送粉量为0.5-2.0Kg/h；粉材粒径为15-45μm时，其各个参数之间相互影响，相互之间起协同作用，由此该热电偶的制备方法可以大大缩短，成本也大大降低，且制备所得的热电偶测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
在本发明的又一些实施例中，热喷涂的具体方法为等离子喷涂。由此，操作简单、方便，容易实现，对工艺参数的控制精度要求低，可行性高，可靠性好，成本低，生产效率高，易于实际工业化生产，且制备的热电偶直接接触被测物体，特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的电流进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的电流为300-700A，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的电流具体为300A、400A、500A、600A、700A，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的电流在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得第一热电材料形成第一电极的效率更高；同时，形成的第一电极具有较高的均一性。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的电压进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的电压为30-100V，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的电压具体为30V、50V、70V、90V、100V，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的电压在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得第一热电材料喷涂得更加充分，形成的第一电极的质量更高，且与金属板材的结合力更好；同时，在进行电弧喷涂过程中的温度适中，不会有更多的第一热电材料发生氧化，形成的第一电极的纯度更高，热电性能更加优异。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的氩气流量进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的氩气流量为30-70L/min，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的氩气流量具体为30L/min、40L/min、50L/min、60L/min、70L/min，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的氩气流量在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，等离子体气体充足，第一热电材料喷涂得更加充分，且效率较高、能耗低，形成第一电极的质量更加优异，性能更好。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的氢气或氦气流量进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的氢气或氦气流量为4-25L/min，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的氢气或氦气流量具体为4L/min、10L/min、15L/min、20L/min、25L/min，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的氢气或氦气流量在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，生产效率较高且可以使得第一热电材料基板上不会发生氧化，形成的第一电极的质量更好，性能更佳。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的送粉载气流量(用于输送合金粉料的气体流量，通常为氮气)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的送粉载气流量为3-15L/min，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的送粉载气流量具体为3L/min、6L/min、9L/min、12L/min、15L/min，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的送粉载气流量在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，可以有效将第一热电材料送入等离子喷涂的设备中，不易造成堵塞，且喷涂效率较高，不会影响设备的等离子化程度。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的喷涂距离进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的喷涂距离为50-250mm，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的喷涂距离具体为50mm、100mm、150mm、200mm、250mm，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的喷涂距离在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，使得金属板材的形状更加完好，在进行火焰喷涂前与火焰喷涂后金属板材的形状无明显变化；同时，可保证较高的生产效率，第一电极与金属板材的结合力更高，不会有更多的第一热电材料发生氧化，形成的第一电极的纯度更高，热电性能更加优异。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的喷枪移动速度进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的喷枪移动速度为50-1000mm/S，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的喷枪移动速度具体为50mm/S、100mm/S、200mm/S、400mm/S、600mm/S、800mm/S、1000mm/S，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的喷枪移动速度在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成的第一电极的厚度适中，且保证具有更加优异的均一性和连续性。
根据本发明的实施例，发明人对等离子喷涂的送粉速度(单位时间内消耗的合金粉料的质量)进行了大量周密的考察和实验验证，发明人发现，等离子喷涂的送粉速度为5-50g/min，在本发明的一些具体实施例中，等离子喷涂的送粉速度具体为5g/min、10g/min、20g/min、30g/min、40g/min、50g/min，可以进一步使得该方法可靠性高、生产效率高，且制备所得的热电偶产品性能及用户体验好。而且，等离子喷涂的送粉速度在前面所述的范围内，可以在保证实现前面所述技术效果的前提下，形成第一电极的效率更高，第一电极的厚度更加均匀，同时可保证所述火焰喷涂的设备不易发生堵塞。
根据本发明的实施例，为了使该热电偶的制备方法的成本更低，生产效率更高，可靠性更好，且能够获得性能更加优异的热电偶，发明人综合考虑了等离子喷涂采用的电流、电压、氩气流量、氢气或氦气流量、送粉载气流量、喷涂距离、喷枪移动速度、送粉速度，发明人发现，当等离子喷涂的电流为300-700A，且同时满足：电压为30-100V；氩气流量为30-70L/min；氢气或氦气流量为4-25L/min；送粉载气流量为3-15L/min；喷涂距离为50-250mm；喷枪移动速度为50-1000mm/s；送粉速度为5-50g/min时，其各个参数之间相互影响，相互之间起协同作用，由此该热电偶的制备方法可以大大缩短，成本也大大降低，且制备所得的热电偶测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，将第一热电材料喷涂于金属板材的绝缘涂层的表面上形成第一电极的具体方式不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些具体实施例中，可以采用第一掩膜板(如图8中所示出的a)盖住金属板材，然后进行喷涂，第一掩膜板的镂空部分形成第一电极。
在本发明的一些具体的实施例中，在进行热喷涂之前，预先将第一丝材表面的氧化部分去除。由此，可以保证第一热电材料在进行热喷涂之前去除其表面的杂质，从而喷涂效果更佳。
根据本发明的实施例，去除氧化部分的具体方法不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择，例如可以包括但不限于打磨、喷砂处理等。在本发明的一些实施例中，去除氧化部分的具体方法可以为喷砂处理。由此，可以完全将第一丝材和第二丝材的表面处理干净，且操作简单、方便，易于工业化生产。
根据本发明的实施例，喷砂处理所采用的砂的具体种类不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择，例如可以包括但不限于石英砂、棕刚玉、铁砂、白刚玉等。在本发明的一些实施例中，喷砂处理所采用的砂的具体种类可以为棕刚玉或者白刚玉。由此，可以使得喷砂效果较好。
根据本发明的实施例，喷砂处理所采用的砂的粒度不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，喷砂处理所采用的砂的粒度可以为20-800目。在本发明的一些更加优选的实施例中，喷砂处理所采用的的砂的粒度可以为40-120目。在本发明的一些具体实施例中，喷砂处理所采用的的砂的粒度可以为40目、60目、80目、100目、120目。由此，可以在保证在第一丝材和第二丝材表面不出现磨痕的情况下，最大限度地将第一丝材和第二丝材表面的氧化部分处理干净。若喷砂处理所采用的的砂的粒度过低，则难以将第一丝材和第二丝材表面的氧化部分处理干净，若喷砂处理所采用的砂的粒度过高，则易在第一丝材和第二丝材表面留下磨痕。
根据本发明的实施例，第一电极的形状不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些具体实施例中，第一电极的形状可以为条形。
根据本发明的实施例，第一电极的厚度不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，第一电极的平均厚度可以为5-100微米。在本发明的一些更加优选的实施例中，第一电极的平均厚度可以为10-60微米。在本发明的一些具体实施例中，第一电极的平均厚度可以为10微米、20微米、30微米、40微米、50微米、60微米。由此，制备所得的热电偶的测温效果好，使得第一电极同时具有更高的可靠性和更好的耐磨性能，均一性更好，且视觉上更加美观。
根据本发明的实施例，第一电极的电阻不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，第一电极的电阻不大于1000欧姆。在本发明的一些具体实施例中，第一电极的电阻可以为100欧姆、200欧姆、400欧姆、600欧姆、800欧姆、1000欧姆。由此，导电性好，可以使得制备所得的热电偶的灵敏度高，测温效果好，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能。
根据本发明的实施例，第一电极具有粗糙的表面。需要说明的是，本发明所述的粗糙的表面应为肉眼可以辨别的粗糙的表面。在本发明的一些实施例中，第一电极的表面粗糙度大于1微米。由此，对工艺参数的控制精度要求低，工艺可行性高，可靠性好，成本低，生产效率高，易于实际工业化生产，且制备的热电偶特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
S2：形成第二电极
在该步骤中，采用热喷涂方法，将第二热电材料喷涂在绝缘涂层的表面上，以形成第二电极。根据本发明的实施例，第二电极和第一电极之间具有至少一个接触区域，且第一热电材料和第二热电材料的成分不同。具体的，参考图2(图2中的(a)为剖面结构示意图，图2中的(b)为平面结构示意图)或者图3(图3中的(a)为剖面结构示意图，图3中的(b)为平面结构示意图)，所示出的结构示意图即为在金属板材(包括金属基材100、氧化膜层200、绝缘涂层300)的绝缘涂层300的表面上形成第二电极420的结构。此外，形成第二电极后所制备得到的热电偶的实物照片如图9所示。该方法在金属板材中的绝缘涂层300上形成第一电极410和第二电极420，第二电极420和第一电极410之间具有至少一个接触区域(如图2中所示出的A)，且形成第一电极410的第一热电材料和形成第二电极420的第二热电材料的成分不同。
根据本发明的实施例，第二热电材料的具体材料种类应当与第一热电材料的具体成分不同，例如可以包括但不限于铂铑合金、铂、镍硅合金、镍铝合金、镍硅镁合金和钨铼合金等。在本发明的一些实施例中，第二热电材料的种类具体可以为Pt94Rh6、铂、Ni97Si3、Ni97Al3、Cu55Ni45、Ni95.5Si4.5Mg1、W75Re25和W74Re26。由此，材料来源广泛、易得，且可以使得制备所得的热电偶的测温效果好、稳定性和灵敏度均较高。
根据本发明的实施例，第一热电材料和第二热电材料只要是选自上述材料中的一种即可，其组合并不受特别限制。前面的第一热电材料与第二热电材料均可以自由组合。例如，在本发明的一些具体的实施例中，Ni90Cr10作为第一热电材料，Ni97Si3作为第二热电材料分别构成第一电极与第二电极。由此，制备所得的热电偶的测温效果较佳，且稳定性良好。
根据本发明的实施例，第二热电材料的提供形式不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，第二热电材料以第二丝材的形式提供。在本发明的另一些实施例中，第二热电材料以合金粉料的形式提供。由此，更加适合进行热喷涂。
根据本发明的实施例，第二丝材的规格、预先将第二丝材表面的氧化部分去除的方法、合金粉料的粒径、第二掩膜板(如图8中所示出的b)、第二电极的厚度、电阻、粗糙度等特征，均与前面所述的第一热电材料、第一丝材、第一电极、第一掩膜板等的特征和优点相同，在此不再过多赘述。
根据本发明的实施例，上述接触区域可以仅包括垂直于金属基材的接触面(如图2中所示出的A)；或者，接触区域可以既包括垂直于金属基材的接触面，也包括平行于金属基材的接触面(如图3中的(a)所示出的B)。根据本发明的实施例，接触区域(例如图2a中所示出的A)的面积不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，接触区域的面积可以为0.5-200平方毫米。在本发明一些具体的实施例中，接触区域的面积可以为0.5平方毫米、1平方毫米、10平方毫米、50平方毫米、100平方毫米、150平方毫米、200平方毫米。由此，可以使得制备所得的接触如测温传感器具有良好的线性，热电动势较大，灵敏度高，可在保证精确判断测温点位置的前提下，测温的可靠性更高。
在本发明的又一个方面，本发明提出了一种电器。电器包括前面所述的热电偶。由此，该电器可以具有前面描述的热电偶所具有的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该电器中所使用的热电偶，其绝缘层与金属基材的结合性能优异，绝缘层耐高温、耐腐蚀性能好，稳定性好；并且绝缘层的致密性较好、绝缘性能优异。发明人发现，该热电偶直接接触被测物体，特别适用于家电领域，结构简单，生产周期短，测温精度高，灵敏度高，热响应速度快，可实现实时、精准的测温、控温功能，产品性能及用户体验好。
根据本发明的实施例，电器可以为烹饪设备，热电偶设置在烹饪设备中与食物直接接触的表面上。根据本发明的实施例，烹饪设备的具体种类不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要灵活选择，例如包括但不限于电磁炉、电饭煲、电压力锅、电热锅、电剪锅、电炖锅和电热壶。根据本发明的实施例，电磁炉、电饭煲、电压力锅、电热锅、电剪锅、电炖锅和电热壶均具有本领域中电磁炉、电饭煲、电压力锅、电热锅、电剪锅、电炖锅和电热壶的一般结构，在此不再过多赘述。该热电偶用于烹饪设备时，烹饪效果好，可实现真正的智能化烹饪，且具有前面的热电偶的所有特征和优点，在此不再赘述。
根据本发明的实施例，烹饪设备还包括保护层，保护层覆盖热电偶，且与食物直接接触。根据本发明的实施例，保护层的具体材料不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，保护层的具体材料种类可以为特氟龙涂层或者陶瓷不粘涂层。由此，一方面可以在烹饪过程中对热电偶起到保护作用，以防在烹饪过程中对热电偶产生损害而影响测温效果，另一方面，特氟龙涂层和陶瓷不粘涂层均为食品级涂层，长时间使用后也不会对人体产生损害。
根据本发明的实施例，保护层的厚度不受特别限制，只要满足要求，本领域技术人员可以根据需要进行灵活选择。在本发明的一些实施例中，保护层的厚度可以为10-50微米。在本发明一些具体的实施例中，保护层的厚度可以为10微米、20微米、30微米、40微米、50微米。由此，既不会由于保护层的厚度过薄而无法对热电偶起到保护作用，也不会由于保护层的厚度过厚而影响热电偶的测温精度。
下面详细描述本发明的实施例。
热电偶的精度测试
采用图10所示的装置测试本发明的热电偶的测温精度，将本发明所述的热电偶(图中未示出)与标准测温传感器(与本发明所述的热电偶相同材料的标准测温传感器，图中未示出)形成于陶瓷片1000之上，陶瓷片1000放置在加热器2000之上，本发明所述热电偶的测温点为T，标准测温传感器的测温点为T标，使T与T标尽可能接近，外面覆盖保温材料3000，打开加热器2000，逐步升温，利用温度采集器4000采集T与T标两点的温度，绘制本发明所述的热电偶与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线。
实施例1
制备热电偶的方法
1.将不锈钢合金(200*200*1mm)采用80目棕刚玉进行喷砂处理，再进行表面绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上；
3.去除第一丝材(成分为Ni90Cr10，直径为2.0mm)表面的氧化部分；
4.在载气为N2的条件下，采用电弧喷涂设备将第一丝材喷涂于覆盖了第一掩膜板的陶瓷上，喷涂电压为20V，电流为100A，喷涂距离为300mm，喷涂气压为0.6MPa，喷枪移动速度为100mm/S，形成热电偶的第一电极，平均厚度35μm，电阻150Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为5*5mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.去除第二丝材(成分为Cu55Ni45，直径为2.0mm)表面的氧化部分；
7.在载气为N2的条件下，采用电弧喷涂设备将第二丝材喷涂于覆盖了第二掩膜板的陶瓷上，喷涂电压为30V，电流为400A，喷涂距离为200mm，喷涂气压为0.8MPa，喷枪移动速度为300mm/S，形成热电偶的第二电极，平均厚度45μm，电阻120Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线(如图11所示)，由图可知，该热电偶的温度变化曲线与标准测温传感器的温度变化曲线近乎一致，误差约为1％。
实施例2
制备热电偶的方法
1.将铝合金(200*400*2mm)表面进行绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上；
3.去除第一丝材(成分为Cu，直径为1.8mm)表面的氧化部分；
4.在载气为Ar的条件下，采用电弧喷涂设备将第一丝材喷涂于覆盖了第一掩膜板的陶瓷上，喷涂电压为40V，电流为100A，喷涂距离为400mm，喷涂气压为0.4MPa，喷枪移动速度为100mm/S，形成热电偶的第一电极，平均厚度25μm，电阻150Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为2*2mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.去除第二丝材(成分为Ni97Si3，直径为1.8mm)表面的氧化部分；
7.在载气为Ar的条件下，采用电弧喷涂设备将第二丝材喷涂于覆盖了第二掩膜板的陶瓷上，喷涂电压为20V，电流为50A，喷涂距离为100mm，喷涂气压为0.2MPa，喷枪移动速度为400mm/S，形成热电偶的第二电极，平均厚度45μm，电阻15Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线(如图12所示)，由图可知，该热电偶的温度变化曲线与标准测温传感器的温度变化曲线近乎一致，误差约为1％。
实施例3
制备热电偶的方法
1.将不锈钢合金(200*200*1mm)采用100目棕刚玉进行喷砂处理，再对其表面进行绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上；
3.去除第一丝材(成分为Ni90Cr10，直径为2.0mm)表面的氧化部分；
4.在载气为N2的条件下，采用电弧喷涂设备将第一丝材喷涂于覆盖了第一掩膜板的陶瓷上，喷涂电压为20V，电流为100A，喷涂距离为300mm，喷涂气压为0.6MPa，喷枪移动速度为100mm/S，形成热电偶的第一电极，平均厚度35μm，电阻150Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为2*2mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.去除第二丝材(成分为Ni97Si3，直径为1.8mm)表面的氧化部分；
7.在载气为Ar的条件下，采用电弧喷涂设备将第二丝材喷涂于覆盖了第二掩膜板的陶瓷上，喷涂电压为20V，电流为50A，喷涂距离为100mm，喷涂气压为0.2MPa，喷枪移动速度为400mm/S，形成热电偶的第二电极，平均厚度45μm，电阻15Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线(如图13所示)，由图可知，该热电偶的温度变化曲线与标准测温传感器的温度变化曲线近乎一致，误差约为1％。
实施例4
制备热电偶的方法
1.将不锈钢合金(200*200*1mm)表面进行绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上，并加热至60℃；
3.准备合金粉料(成分为Ni90Cr10，粒径分布15-45μm)；
4.采用火焰喷涂设备将合金粉料喷涂于覆盖了第一掩膜板的不锈钢合金上，喷涂角度大于80度，喷涂距离为250mm，氧气压力为0.8MPa，乙炔压力为0.15MPa，喷枪移动速度为400mm/s，送粉量为1.5Kg/h，形成热电偶的第一电极，平均厚度35μm，电阻120Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为5*5mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.准备合金粉料(成分为Cu55Ni45，粒径分布为15-45μm)；
7.采用火焰喷涂设备将合金粉料喷涂于覆盖了第二掩膜板的不锈钢合金上，喷涂角度大于90度，喷涂距离为100mm，氧气压力为0.9MPa，乙炔压力为0.10MPa，喷枪移动速度为400mm/s，送粉量为1.5Kg/h，形成热电偶的第二电极，平均厚度50μm，电阻15Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线，其测温误差约为1％。
实施例5
制备热电偶的方法
1.将铝合金(200*400*2mm)采用50目白刚玉进行喷砂处理，再对其表面进行绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上，并加热至80℃；
3.准备合金粉料(成分为Ni84.5Cr14Si1.5，粒径分布15-45μm)；
4.采用火焰喷涂设备将合金粉料喷涂于覆盖了第一掩膜板的铝合金上，喷涂角度85度，喷涂距离为150mm，氧气压力为0.7MPa，乙炔压力为0.15MPa，喷枪移动速度为500mm/s，送粉量为1.0Kg/h，形成热电偶的第一电极，平均厚度15μm，电阻150Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为2*2mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.准备合金粉料(成分为Ni97Si3，粒径分布为15-45μm)；
7.采用火焰喷涂设备将合金粉料喷涂于覆盖了第二掩膜板的不锈钢合金上，喷涂角度85度，喷涂距离为150mm，氧气压力为0.8MPa，乙炔压力为0.10MPa，喷枪移动速度为200mm/s，送粉量为1.0Kg/h，形成热电偶的第二电极，平均厚度45μm，电阻15Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线，其测温误差约为1％。
实施例6
制备热电偶的方法
1.将不锈钢合金(200*200*1mm)采用80目白刚玉进行喷砂处理，再对其表面进行绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上；
3.准备合金粉料(成分为Ni90Cr10，粒径分布15-45μm)；
4.采用等离子喷涂设备将合金粉料喷涂于覆盖了第一掩膜板的不锈钢合金上，喷涂电流为700A，喷涂电压为40V，氩气流量为60L/min，氢气流量为20L/min，送粉载气流量为10L/min，喷涂距离为100mm，喷枪移动速度为500mm/s，送粉量为10g/min，形成热电偶的第一电极，平均厚度15μm，电阻300Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的不锈钢合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为5*5mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.准备合金粉料(成分为Cu55Ni45，粒径分布为15-45μm)；
7.采用等离子设备将合金粉料喷涂于覆盖了第二掩膜板的微晶玻璃上，喷涂电流为300A，喷涂电压为70V，氩气流量为50L/min，氦气流量为4L/min，送粉载气流量为15L/min，喷涂距离为100mm，喷枪移动速度为400mm/s，送粉量为50g/min，形成热电偶的第二电极，平均厚度50μm，电阻20Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线，其测温误差约为1％。
实施例7
制备热电偶的方法
1.将铝合金(200*400*2mm)进行表面绝缘处理；
2.将镂空第一电极图案的第一掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上；
3.准备合金粉料(成分为Ni84.5Cr14Si1.5，粒径分布15-45μm)；
4.采用等离子喷涂设备将合金粉料喷涂于覆盖了第一掩膜板的铝合金上，喷涂电流为300A，喷涂电压为50V，氩气流量为40L/min，氢气流量为15L/min，送粉载气流量为10L/min，喷涂距离为200mm，喷枪移动速度为100mm/s，送粉量为25g/min，形成热电偶的第一电极，平均厚度25μm，电阻150Ω；
5.将镂空第二电极图案的第二掩膜板覆盖于表面经过绝缘处理的铝合金之上，第二掩膜板上镂空的图案与第一掩膜板上镂空的图案有一个重叠区域，面积为2*2mm2，在该重叠区域内形成接触区域；
6.准备合金粉料(成分为Ni97Si3，粒径分布为15-45μm)；
7.采用等离子设备将合金粉料喷涂于覆盖了第二掩膜板的铝合金上，喷涂电流为600A，喷涂电压为70V，氩气流量为60L/min，氢气流量为25L/min，送粉载气流量为15L/min，喷涂距离为250mm，喷枪移动速度为200mm/s，送粉量为30g/min，形成热电偶的第二电极，平均厚度50μm，电阻30Ω；
8.测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线，其测温误差约为2％。
实施例8
热电偶(结构示意图参照图2、图3)
1.金属基体：5系铝合金表面进行喷砂处理，砂石粒径为40目，以便进行绝缘处理；
2.缓冲层：该层为喷砂过的金属基体表面与绝缘涂层之间的相互渗透层，犬牙交错般结合，厚度约为40μm；
3.绝缘涂层：该层为ZrO2层，厚度为300μm，制备方法为等离子体喷涂，孔隙率为10％；
4.第一电极：铁；第二电极Ni97Si3，厚度均为40μm；制备方法为等离子体喷涂。
图14示出了该热电偶截面的扫描电子显微照片。
测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线，其测温误差约为1％。
实施例9
热电偶(结构示意图参照图2、图3)
1.金属基体：钛合金表面进行喷砂处理，砂石粒径为80目，以便进行表面绝缘处理；
2.缓冲层：该层为喷砂过的金属基体表面与绝缘涂层之间的相互渗透层，犬牙交错般结合，厚度约为30μm；
3.绝缘涂层：该层为Al2O3层，厚度为200μm，制备方法为等离子体喷涂，孔隙率为10％；
4.第一电极：Ni90Cr10；第二电极Cu55Si45，厚度均为30μm；制备方法为电弧喷涂。
测试其与标准测温传感器的室温-300℃的温度变化曲线，其测温误差约为1％。
在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种热电偶，其特征在于，包括：
金属基材；
氧化膜层，所述氧化膜层覆盖所述金属基材的至少一部分的表面；
绝缘涂层，所述绝缘涂层覆盖所述氧化膜层的表面，所述绝缘涂层是通过在所述氧化膜层上设置绝缘材料并在压强不超过5000Pa的条件下干燥而形成的；
电极层，所述电极层设置在所述绝缘涂层远离所述金属基材的一侧，
其中，所述绝缘涂层的孔径不大于10纳米。
2.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，所述氧化膜层的厚度为10～200微米。
3.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，形成所述绝缘涂层的材料包括无机硅胶、硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂、氧化锆、二氧化钛以及氧化铝的至少之一。
4.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，所述绝缘涂层的厚度为1～200微米。
5.根据权利要求1所述的热电偶，其特征在于，所述电极层进一步包括第一电极以及第二电极，所述第一电极以及所述第二电极的至少一部分是交叠设置的。
6.一种制备权利要求1～5任一项所述的热电偶的方法，其特征在于，包括：
对金属基材进行氧化处理，以便形成氧化膜层；
在所述氧化膜层上形成绝缘涂层，以便形成金属板材，所述绝缘涂层是通过在所述氧化膜层上设置绝缘材料并在压强不超过5000Pa的条件下干燥而形成的，所述绝缘材料是通过滚涂、旋涂、静电喷涂的至少之一设置在所述氧化膜层上的，所述绝缘涂层孔径不大于10纳米；
基于所述金属板材，在所述绝缘涂层上形成电极层，以便形成所述热电偶。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化处理为阳极氧化处理，进行所述阳极氧化处理时，所使用的电解液包括：100～220g/L硫酸、5～15g/L草酸、2～16g/L丙三醇、2～5g/L添加剂；电解液温度为3～10摄氏度，反应时间为30～120分钟，电压范围为12～18伏特。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化处理为微弧氧化，进行所述微弧氧化处理时，所使用的电解液包括：1～20g/L磷酸钠、4～35g/L硅酸钠、4～10g/L硅酸钾、1～20g/L氢氧化钠、0.5～4g/L丙三醇、0～3g/L硼酸、1～5g/L纳米氧化铝和1～5g/L碳化硅；电解液温度为3～50摄氏度，反应时间为30～120分钟，电压范围为400～550伏特。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述干燥为真空干燥，
其中，干燥温度为200～600摄氏度，干燥时间为10～60分钟。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述金属板材，在所述绝缘涂层上形成电极层是通过以下步骤实现的：
采用热喷涂方法，将第一热电材料喷涂在所述金属板材的所述绝缘涂层的表面上，以形成第一电极；
采用所述热喷涂方法，将第二热电材料喷涂在所述绝缘涂层的表面上，以形成第二电极；
其中，所述第二电极和所述第一电极之间具有至少一个接触区域，且所述第一热电材料和所述第二热电材料的成分不同。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述热喷涂方法包括电弧喷涂、火焰喷涂和等离子体喷涂中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电弧喷涂采用的载气为氮气或惰性气体，且满足以下至少之一：
电压为20-45V；
电流为50-400A；
喷涂距离为50-400毫米；
喷涂气压大于等于0.2MPa；
喷枪移动速度50-2000mm/S。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述火焰喷涂满足以下至少之一：
金属板材预热温度大于40℃；
喷涂角度为60-90度；
喷涂距离为50-300mm；
氧气压力大于等于0.5MPa；
乙炔压力大于等于0.1MPa；
喷枪移动速度为50-1000mm/S；
送粉量为0.5-2.0Kg/h；
粉材粒径为15-45μm。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述等离子体喷涂满足以下至少之一：
电流为300-700A；
电压为30-100V；
氩气流量为30-70L/min；
氢气或氦气流量为4-25L/min；
送粉载气流量为3-15L/min；
喷涂距离为50-250mm；
喷枪移动速度为50-1000mm/S；
送粉速度为5-50g/min。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极均具有粗糙的表面；
所述第一电极和所述第二电极的平均厚度各自独立的为5-100微米；
所述接触区域的面积为0.5-200平方毫米。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一热电材料包括铂铑合金、镍铬合金、铁、铜、镍铬硅合金和钨铼合金中的至少一种；所述第二热电材料包括铂铑合金、铂、镍硅合金、镍铝合金、镍硅镁合金和钨铼合金中的至少一种。
17.一种电器，其特征在于，所述电器包括权利要求1～5任一项所述的热电偶。
18.根据权利要求17所述的电器，其特征在于，所述电器为烹饪设备，所述热电偶设置在所述烹饪设备中与食物直接接触的一侧。
19.根据权利要求18所述的电器，其特征在于，所述烹饪设备还包括保护层，所述保护层覆盖所述热电偶，且与所述食物直接接触，
其中，所述保护层为特氟龙涂层或陶瓷不沾涂层；
所述保护层的厚度为10-100微米。
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