航空發(fā)動機作為飛行器的核心部件,長期在極端高溫和惡劣的環(huán)境下工作。渦輪葉片、燃燒室等熱端部件表面溫度的原位測量是航空發(fā)動機設計、驗證和健康監(jiān)測的迫切需要。薄膜熱電偶具有表面溫度測量精確、快速響應的優(yōu)點,但有些熱端部件形狀大小特殊,不易實現薄膜的均勻沉積,使薄膜熱電偶的應用受到限制。而柔性溫度傳感器因其輕薄、可根據任意部件的需求彎曲至與之貼合的特點為異構件表面測溫帶來了機遇。本文以航空發(fā)動機熱端部件表面溫度的原位測量為研究背景,采用與熱端部件材料體系相近的柔性Ni基合金基帶作為襯底,結合薄膜熱電偶技術制備出可與異構件共形的柔性高溫薄膜傳感器,并針對其熱電性能展開一系列的研究工作。首先,通過射頻濺射的方法在Al₂O₃陶瓷片上沉積氮摻雜ITO薄膜,沉積態(tài)的薄膜電阻率為1.43×10^-3Ω·cm,分別在大氣和氮氣下退火后的薄膜電阻率為12.16×10^-3Ω·cm和8.64×10^-3Ω·cm。大氣退火時O原子進入薄膜內填充部分氧空位,使載流子濃度降低,薄膜電阻率升高。氮氣退火時,一方面N...

【文章頁數】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 薄膜熱電偶國內外的研究現狀
        1.2.2 柔性溫度傳感器國內外的研究現狀
        1.2.3 金屬基底絕緣層國內外的研究現狀
    1.3 本論文的選題依據與主要的研究內容
        1.3.1 本論文的選題依據
        1.3.2 本論文主要的研究內容
第二章 氮摻雜ITO和 In₂O₃ 薄膜的制備及性能研究
    2.1 制備及表征薄膜的方法簡介
        2.1.1 制備薄膜的方法
        2.1.2 表征薄膜的方法
    2.2 氮摻雜ITO薄膜的制備及性能研究
        2.2.1 不同的退火氣氛對氮摻雜ITO薄膜的影響
        2.2.2 不同的退火溫度對氮摻雜ITO薄膜的影響
        2.2.3 不同的薄膜厚度對氮摻雜ITO薄膜的影響
    2.3 氮摻雜In₂O₃ 薄膜的制備及性能研究
    2.4 本章小結
第三章 柔性Ni基合金基帶表面復合絕緣層的制備及性能研究
    3.1 溶液法制備Y₂O₃/Al₂O₃ 薄膜
        3.1.1 溶液沉積平坦化法(SDP)制備Y₂O3

        3.1.2 浸漬提拉法制備Al₂O₃ 薄膜
    3.2 采用濺射法在柔性Ni基合金基帶上制備復合絕緣層
        3.2.1 NiCrAlY過渡層的制備
        3.2.2 AlON/Al₂O₃ 復合絕緣層的制備
    3.3 本章小結
第四章 高溫薄膜傳感器的制備及熱電性能的研究
    4.1 薄膜熱電偶的原理及標定方法
        4.1.1 熱電偶的塞貝克效應
        4.1.2 熱電偶的基本定律
        4.1.3 薄膜熱電偶的標定方法
    4.2 陶瓷基ITO/Pt薄膜熱電偶的制備及熱電性能的研究
        4.2.1 陶瓷基ITO/Pt薄膜熱電偶的制備
        4.2.2 ITO/Pt薄膜熱電偶在氮氣下退火后采用不同氣氛的標定
        4.2.3 ITO/Pt薄膜熱電偶在氮氣下采用不同溫度退火后的氮氣標定
    4.3 陶瓷基ITO/In₂O₃ 薄膜熱電偶的制備及熱電性能研究
        4.3.1 陶瓷基ITO/In₂O₃ 薄膜熱電偶的制備
        4.3.2 不同厚度的ITO/In₂O₃ 薄膜熱電偶的標定
    4.4 柔性Ni基合金基帶陶瓷薄膜熱電偶的制備及性能研究
        4.4.1 柔性Ni基合金基帶上ITO/In₂O₃ 薄膜熱電偶的制備
        4.4.2 柔性Ni基合金基帶ITO/In₂O₃ 薄膜熱電偶熱電性能的研究
        4.4.3 柔性Ni基合金基帶ITO/Pt薄膜熱電偶的制備及性能研究
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 全文總結
    5.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果



本文編號：3957388

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