基于ITO-AZO薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法技术

本发明专利技术提供基于ITO‑AZO薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，包括如下步骤：制备绝缘层、制备下层薄膜热电偶、制备热障涂层、制备上层薄膜热电偶、热障涂层隔热效果试验。本发明专利技术通过在涡轮叶片表面制备双层ITO‑AZO薄膜热电偶实现1200℃以下流场环境下热障涂层的评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷薄膜热导率评价技术，涉及基于ito-azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，步骤包括采用等离子喷涂(ps)方法沉积一层氧化锆热障涂层。采用磁控溅射镀膜工艺在涡轮叶片上制备两层ito-azo薄膜热电偶，分别置于热障涂层上下，并保证测温点在同一垂直方向上。同时还需在薄膜热电偶上下制备多界面al2o3薄膜。将叶片置于高温高压模拟流场环境中进行冷效试验考核，通过对比模拟流场环境下两薄膜热电偶测得温度来实现1200℃以内近服役工况下热障涂层的隔热效果定量评价。

技术介绍

1、航空发动机的研制是飞机研制中的核心环节，在航空发动机推重比不断增加的过程中燃烧室出口和涡轮进口的平均温度不断提升。热障涂层被认为是目前大幅度提升涡轮叶片服役温度最切实可行的方法。热障涂层隔热效果评价是热障涂层应用及涡轮叶片设计的关键。但其受涡轮叶片复杂异性结构、高温燃气、环境介质、冷气等因素的耦合，导致热障涂层隔热效果评价极为困难，特别是定量评价热障涂层隔热效果是高性能发动机涡轮叶片冷却设计亟待解决的关键难题。

2、目前国内外通常将热障涂层隔热效果定义为涂层外表本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于ITO－AZO薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于ITO－AZO薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：所述第一、二多界面氧化铝层包含八层氧化铝薄膜，第三多界面氧化铝层包含六层氧化铝薄膜，第四多界面氧化铝层包含两层氧化铝薄膜。

3.如权利要求1所述的基于ITO－AZO薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：下层薄膜热电偶为ITO－AZO热电偶，通过沉积工艺制备；

4.如权利要求1所述的基于ITO－AZO薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：上层薄膜热电偶为I...

【技术特征摘要】

1.基于ito－azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的基于ito－azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：所述第一、二多界面氧化铝层包含八层氧化铝薄膜，第三多界面氧化铝层包含六层氧化铝薄膜，第四多界面氧化铝层包含两层氧化铝薄膜。

3.如权利要求1所述的基于ito－azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：下层薄膜热电偶为ito－azo热电偶，通过沉积工艺制备；

4.如权利要求1所述的基于ito－azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：上层薄膜热电偶为ito－azo热电偶，通过沉积工艺制备，与上层薄膜热电偶工艺参数相同，上层薄膜热电偶的ito热电臂和azo热电臂厚度不超过3μm。

5.如权利要求1所述的基于ito－azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：热障涂层的制备工艺采用内送粉大气等离子喷涂方法，选用材料为氧化锆；喷涂过程中氩气流量为20～55nlpm；氢气流量为4～12nlpm；载气流量为2～8nlpm；喷涂过程中电流选择300a～500a；喷涂距离为80mm～200mm，次数20～40次，热障涂层总厚度约200μm。

6.如权利要求1所述的基于ito－azo薄膜热电偶的热障涂层隔热效果试验方法，其特征在于：第一多界面氧化铝层工艺参数：靶材为氧化铝，将沉积区域的叶片片表面机械抛光为表面起伏不大于200nm；样品台与射频台距离为70mm；靶材为氧化铝，偏压设置为700～800v、离子源设置为2000v～2600v，对叶背区域进行离子源清洗；调节真空室的真空压力不小于1.0×10－4pa；调节沉积温度为500℃；调节氩气流量，使溅射气压调节至0.2～0.4pa；对氧化铝靶材施加360～480w射频功率及850～1000v偏压功率；设置样品台转速为3rpm；溅射沉积5h后自然冷却至室温；取出后将涡轮叶片在1000℃空气环境下退火1h，获得第一多界面氧化铝层的第一层；保持真空压力不小于5.0×10－3pa，分别选择400℃、300℃、200℃、300℃、400℃、300℃和200℃的沉积...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗炳威，田青云，罗飞，王素杰，李彰，马可欣，周海涛，
申请(专利权)人：中国航发北京航空材料研究院，
类型：发明
国别省市：