高溫薄膜應(yīng)變計(jì)被廣泛應(yīng)用于極端條件熱端構(gòu)件的應(yīng)變測(cè)量。ITO薄膜應(yīng)變計(jì)通常能夠應(yīng)用于1000℃以上的應(yīng)變測(cè)量,為了研究ITO薄膜的顯微結(jié)構(gòu)、XPS光譜、阻溫特性及壓阻響應(yīng),采用磁控濺射在陶瓷基底上制備了ITO薄膜應(yīng)變計(jì),并在高溫純N₂中熱處理ITO薄膜。結(jié)果表明,其電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定在-750×10^-6℃^-1,在1200℃下測(cè)試其應(yīng)變特性,測(cè)得電阻漂移率為0.0018 h^-1,應(yīng)變因子為16。ITO薄膜在高溫下具有穩(wěn)定的電阻溫度系數(shù)和低漂移率,為高溫端部件應(yīng)變的測(cè)量提供了可能。

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圖4沉積態(tài)和N2熱處理后的ITO薄膜XRD圖

式中:D為晶粒尺寸;λ為X射線波長(zhǎng),為0.154056nm;B為衍射峰的半高寬;θ為衍射角�？梢杂�(jì)算出沉積態(tài)與N2中處理后的主晶體峰(222)的晶體尺寸分別為24.4nm和68.5nm。說(shuō)明經(jīng)過(guò)熱處理之后ITO出現(xiàn)了晶粒長(zhǎng)大。納米晶粒的長(zhǎng)大會(huì)導(dǎo)致晶界減少,降低晶界散射。經(jīng)過(guò)....

圖5不同處理工藝下的ITO薄膜SEM形貌

N2氣氛中處理后ITO薄膜的XPS(AXISUltraDLD)如圖6所示。N1s的峰分在兩個(gè)位置,一個(gè)是NⅠ(400.1eV),該峰為典型的N—O—In結(jié)合鍵,N高溫下代替O空位形成N空位或者進(jìn)入晶格間隙位置形成N原子。另外一個(gè)N1s位置NⅡ(398.7eV)為O—N—I....

圖6N2處理后ITO薄膜的XPS光譜

ITO薄膜電阻值隨溫度和時(shí)間的變化規(guī)律如圖7所示。圖7(a)表明隨著加熱溫度的增加,ITO的電阻值是逐漸減小的。在800℃保溫過(guò)程中,電阻值緩慢降低,根據(jù)漂移率計(jì)算公式可以得出,800℃的漂移率為0.17h-1。而在1000℃保溫時(shí)電阻漂移率為0.032h-1。在120....

圖7電阻(a)和TCR(b)隨溫度及時(shí)間的變化

應(yīng)變測(cè)量裝置如圖3所示,氧化鋁等應(yīng)變懸臂梁一端固定在SiC陶瓷夾具中,另一端懸空。通過(guò)在等應(yīng)變懸臂梁自由端施加作用力使懸臂梁發(fā)生變形,產(chǎn)生應(yīng)變,進(jìn)而使ITO應(yīng)變膜伸長(zhǎng)或者收縮引起其電阻值的變化,并通過(guò)差分位移傳感器(LVDT)的測(cè)量計(jì)算懸臂梁撓度。整個(gè)測(cè)量裝置均在高溫爐中進(jìn)行,高....

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