一种抗热冲击的高温复合绝缘层及制备方法技术

本发明专利技术属于薄膜传感器技术领域，提供一种抗热冲击的高温复合绝缘层及其制备方法；该复合绝缘层包括两层结构，自下而上依次为Al2O3～Al‑O‑N梯度层及微晶Al2O3薄膜绝缘层；所述Al2O3～Al‑O‑N梯度层的底层为Al2O3层，顶层为非晶Al‑O‑N薄膜层，且沿薄膜生长方向、N元素含量递增。本发明专利技术复合薄膜绝缘层对异型精密构件平面、弯曲、翻折等不同部位均能形成均匀致密的覆盖，有效提高绝缘层的均匀性及高温绝缘性能，有效保证薄膜传感器在高温条件下的可靠性和稳定性；同时，采用溶液法制备，溶胶凝胶法能够轻松完成对较大工件的涂覆，利于实现批量的制备生产；并且溶胶凝胶法成本低廉，操作简易，这些因素使得本发明专利技术提供复合绝缘层具有更为广阔的应用前景。

High temperature composite insulation layer with thermal shock resistance and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of thin film sensors, provides a thermal shock resistant high temperature composite insulation layer and preparation method thereof; the composite insulating layer includes two layers, from bottom to top is Al2O3 ~ Al O N gradient layer and the insulating layer of microcrystalline Al2O3 films; the bottom of the Al2O3 ~ Al O N gradient layer for the Al2O3 layer to the top of the amorphous Al O N thin film layer, and increase along the direction of film growth, the content of N. The composite film insulating layer of special precision component plane, bending, folding over different parts of all can form uniform and dense coverage, effectively improve the insulation layer uniformity and high temperature insulation performance, effectively ensuring the reliability and stability under the condition of high temperature thin film sensor; at the same time, the solution prepared by Sol gel method can easily. Complete coating of large workpieces, conducive to the realization of batch preparation and production; sol gel method has the advantages of low cost, simple operation, so these factors provide a composite insulation layer has a broader application prospect of the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种抗热冲击的高温复合绝缘层及制备方法
本专利技术属于薄膜传感器
，尤其是对航空发动机等异型热端部件表面状态参数测试用薄膜传感器，此类薄膜传感器可用于航空发动机燃烧室内壁、涡轮叶片等热端部件的表面温度、应变等状态参数的准确测试，为航空发动机的设计与优化提供技术支撑；具体提供一种抗热冲击的高温复合绝缘层及制备方法。
技术介绍
随着航空发动机不断向高马赫、高推重比、高可靠性的方向发展，因此需要长期工作于高温、高压、高气流冲刷等恶劣环境中，燃烧室以及涡轮叶片表面的温度分布及应变对涡轮发动机的性能与寿命的影响极大。因此，在现代航空发动机设计和试验研究中，准确测量工作状态下燃烧室以及涡轮叶片等热端部件表面的温度及应变等性能参数对发动机的设计至关重要。采用薄膜技术与图形化工艺制备的薄膜传感器，具有体积小(厚度为μm量级)、质量轻、响应快、对待测部件与环境影响较小等优点，成为了目前航空发动机工作状况参数测量的先进测试技术。常用于涡轮叶片等热端部件表面状态参数测试用的薄膜传感器为多层膜结构，自下而上依次为Ni基合金基底、NiCrAlY过渡层、热生长Al2O3层、电子束蒸发Al2O3绝缘层、敏感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗热冲击的高温复合绝缘层，包括两层结构，自下而上依次为Al2O3～Al‑O‑N梯度层及微晶Al2O3薄膜绝缘层；其特征在于，所述Al2O3～Al‑O‑N梯度层的底层为Al2O3层，顶层为非晶Al‑O‑N薄膜层，且沿薄膜生长方向、N元素含量递增。

【技术特征摘要】
1.一种抗热冲击的高温复合绝缘层，包括两层结构，自下而上依次为Al2O3～Al-O-N梯度层及微晶Al2O3薄膜绝缘层；其特征在于，所述Al2O3～Al-O-N梯度层的底层为Al2O3层，顶层为非晶Al-O-N薄膜层，且沿薄膜生长方向、N元素含量递增。2.按权利要求1所述抗热冲击的高温复合绝缘层，其特征在于，所述Al2O3～Al-O-N梯度层的厚度为2～5μm，所述微晶Al2O3层的厚度为2～5μm。3.按权利要求1所述抗热冲击的高温复合绝缘层的制备方法，包括以下步骤：步骤1.Al2O3～Al-O-N梯度层的制备：在制备有Al2O3热生长层的复合基板上，采用溶胶凝胶法制备一层酸性铝溶胶薄膜层，经加热台烘干，重复操作5～20次；然后将覆盖多层铝溶胶的复合基板置于N2气环境下，于800～1100℃高温热处理4～10h，得到Al2O3～Al-O-N梯度层；步骤2.微晶Al2O3薄膜绝缘层的制备：在制备有A...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓辉，刘子良，王洪敏，蒋洪川，蒋书文，张万里，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51