一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层及其制备方法技术

本发明专利技术属于薄膜传感器设计与生产技术领域，具体为一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层及其制备方法。是利用相似化学键能够形成键过渡这一特点:采用SiO2薄膜层作为填补层、采用Si3N4薄膜层作为缓冲层，依次设于C/SiC复合材料基底上后，三者具有相同Si元素，存在类似化学键，使其在各自界面处可形成键过渡，使整个绝缘层具有良好的附着力。阻挡层采用Al2O3薄膜层，绝缘层选择以Al2O3为主要成分材料制备且设于阻挡层之上，同样利用绝缘层材料与Al2O3化学成分相近这一特点，在界面处形成化学键合，提高绝缘层与Al2O3阻挡层之间的附着力。从而实现薄膜传感器在高温高压恶劣环境下的稳定性和可靠性的提升。境下的稳定性和可靠性的提升。境下的稳定性和可靠性的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层及其制备方法


[0001]本专利技术属于薄膜传感器设计与生产
，具体涉及一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层及其制备方法。

技术介绍

[0002]新一代航空发动机不断向大推重比、高机动性、长寿命方向发展，航空发动机内部工作温度越来越高，涡轮叶片、转轴等高温部件材料的工作温度已经接近高温合金材料的极限。为保证高温环境中热端部件安全可靠的工作，越来越多的航空发动机热端部件采用了耐高温材料进行制备，如碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C/SiC)、碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC/SiC)、耐高温陶瓷等。其中C/SiC复合材料具有高硬度、低密度、抗氧化、优异的抗热震性能和工作温度高等特点，被广泛应用于航空航天领域热端部件的制造。由于这些热端部件表面均存在的较大温度梯度，在温度急剧升高的过程中，会承受复杂的应变载荷，极易发生烧蚀或断裂，严重影响着飞行器的性能及安全。因此，研制稳定、可靠且适用于航空航天高温、高压、强振动等恶劣工作环境的温度及应变测量传感器具有重要意义。/>[0003]采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层，其特征在于：包括自下而上依次设置在C/SiC复合材料基底上的填补层、缓冲层、阻挡层、绝缘层；所述填补层为SiO2薄膜层，缓冲层为Si3N4薄膜层，阻挡层为Al2O3薄膜层，绝缘层选用以Al2O3为主材料制备。2.如权利要求1所述的一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层，其特征在于：所述SiO2薄膜层采用溶胶凝胶法制得。3.如权利要求1所述的一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层，其特征在于：所述Al2O3薄膜层采用PEALD沉积技术制得。4.如权利要求1所述的一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层，其特征在于：所述绝缘层优选YSZ/Al2O3薄膜层。5.如权利要求1至4任一项所述的一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层，其特征在于：所述SiO2薄膜层的厚度为20～500nm，Si3N4薄膜层的厚度为2～6μm，Al2O3薄膜层的厚度为100～200nm，绝缘层厚度为1～4μm。6.一种C/SiC复合材料基底薄膜传感器用绝缘层，其制备方法包括以下步骤：步骤1、对C/SiC复合材料基底的表面进行处理，使其洁净干燥；步骤2、在经步骤1处理后的C/SiC复合材料基底上，采用溶胶凝胶法制备得到SiO2薄膜；步骤3、采用PECVD沉积技术或磁控溅射技术，在SiO2薄膜层上表面制备得到Si3N4薄膜层；步骤4、采用PEALD沉积技术在Si3N4薄膜层上制备得到Al2O3薄膜层，具体为：将PEALD设备抽真空至0.15torr以下，设置反应腔体温度为100～200℃，通入三甲基铝(TMA)与水蒸气(H2O)作为反应气体，在等离子体的辅助下反应生成Al2O3薄膜。步骤5、采用磁控溅射技术或电子束蒸发技术，在Al2O3薄膜层上制备得到绝缘层；具体操作如下：5.1、将溅射腔体的真空抽至真空度为8
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‑4Pa以下，以镶嵌有Al片的YZr靶作为溅射靶材，O2和Ar的混合气体作为溅射气体，O2...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓辉，裴伟钦，蒋洪川，张万里，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：