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一种氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法技术

技术编号:28610547 阅读:35 留言:0更新日期:2021-05-28 16:04
本发明专利技术提供了一种氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法;该方法为对薄膜过渡层材料进行氧离子注入,最终形成由下往上依次为过渡层材料、富Al层、渐变过渡层和热氧化层的渐变过渡结构。本发明专利技术采用氧离子注入构建渐变过渡结构,实现由金属相到陶瓷相的渐变过渡,降低热处理温度,减小长时间高温处理对基底材料力学性能和机械性能的影响,同时将薄膜传感器的应用范围推广到中低温;本发明专利技术中采用氧离子注入构建的渐变过渡结构的表面为致密氧化层,与薄膜传感器的陶瓷绝缘层构成协同作用,进一步抑制金属基底与敏感层之间的导电电子的传输,提高绝缘层的高温绝缘效果,确保薄膜传感器电学信号的有效性和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法
本专利技术涉及薄膜传感器的设计及制备
,尤其涉及一种氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法。
技术介绍
随着冶金行业、核力发电、航空发动机的发展,对其高温工作环境提出了更高的要求,而工作在高温环境中的部件,诸如航空发动机涡轮叶片和转轴,也越来越接近其临界工作温度。因此需要对工作在高温环境中的部件进行原位应变、温度等物理的参数测量,以避免其长时间高温工作因蠕变引起疲劳受损及超出工作临界温度而引起力学性能和机械性能减弱导致其工作失效。为了有效实时监测工作在高温环境中的涡轮叶片的疲劳受损情况以及工作温度,需要研发稳定、可靠且适用于高温极端工作环境的应变、温度测量的传感器,对有效预警高温部件的故障及高温环境的普及具有重要意义。传统的传感器,例如箔式应变片,在使用时需要采用粘接剂粘贴,而粘接剂不耐高温导致传统的传感器不能满足高温的应用需求。而薄膜传感器具有准确高、响应快的优点;采用真空物理气相沉积方法直接制备在涡轮叶片表面不破坏其表面结构,也不需要粘接剂粘贴,因此适用于高温环境;其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法,其特征在于,该方法为对薄膜过渡层材料进行氧离子注入,最终形成由下往上依次为过渡层材料、富Al层、渐变过渡层和热氧化层的渐变过渡结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法,其特征在于,该方法为对薄膜过渡层材料进行氧离子注入,最终形成由下往上依次为过渡层材料、富Al层、渐变过渡层和热氧化层的渐变过渡结构。


2.如权利要求1所述的氧离子注入构建薄膜传感器渐变过渡结构的制备方法,其特征在于,包括如下具体步骤:
步骤1:金属基底表面处理:采用机械或人工将镍基合金基底光至无肉眼可见划痕,用丙酮、酒精、去离子水超声清洗,并用高纯氮气吹干;
步骤2:过渡层材料的制备:将金属基底放置于镀膜机中,采用直流磁控溅射镀膜方式,以NiCrAlY合金为靶材,在本底真空优于5×10-4Pa、基底温度为400℃、溅射气压为0.31Pa、溅射功率为200W,以体积百分比纯度不低于99.999%的氩气作为反应介质,得沉积厚度为16μmNiCrAlY过渡层材料的基底;
步骤3:氧离子处理:将NiCrAlY过渡层材料的基底放置于离子注入设备中,在本底真空优于5×10-4Pa、基底温度为300℃后,通入体积百分比纯度不低于99.999%的氧气,采用氧压为2×10-2Pa、加速电流为5...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘豪毛喜玲
申请(专利权)人:中北大学
类型:发明
国别省市:山西;14

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