In2O3/ITO集成薄膜热电偶的制备及性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:MaoZeDongDaShaBi2005
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在航空发动机研发的冷效实验和整机试验中,需要准确测量涡轮叶片表面温度及温度分布,薄膜热电偶是实现准确测量的方法之一。相较于线材热电偶,薄膜热电偶具有与叶片一体化集成、不破坏叶片结构、不干扰流场、热容量小、响应迅速等特点,非常适合涡轮叶片的表面温度测量。In2O3和ITO是一类宽禁带半导体氧化物材料,由它们构成的In2O3/ITO薄膜热电偶高温稳定性好,热电敏感性高,最高工作温度可达1200℃,其高温热电性能优于K型(NiCr/NiSi)和S型(Pt/PtRh)薄膜热电偶,在发动机叶片表面温度测量中,尤其是超高温(>1100℃)工作环境具有十分重要的应用前景。本文在前期K型、S型以及Pt/ITO薄膜热电偶研制工作基础上,开展了In2O3/ITO薄膜热电偶的制备与性能研究工作,重点开展了In2O3薄膜制备工艺,陶瓷基和金属基In2O3/ITO薄膜热电偶的制备与性能标定研究。首先,采用射频磁控溅射法在Al2O3陶瓷基片上沉积In2O3薄膜,主要研究了溅射功率、气压、氧氩流量比和氮氩流量比等工艺条件对其电阻率、沉积速率的影响。结果表明,In2O3薄膜电阻率先随溅射功率增加而降低,然后又随功率增加而略微上升;随着溅射气压的升高,In2O3薄膜的电阻率呈现逐渐升高和沉积速率呈现逐渐下降的趋势。随着O2/Ar流量比的增加,In2O3薄膜沉积速率下降,电阻率增加。随着N2/Ar流量比的增加,In2O3薄膜的沉积速率下降,电阻率上升。其次,在Al2O3陶瓷基片上制备了In2O3/ITO陶瓷薄膜热电偶,热电偶尺寸为(长×宽×厚)63mm×1mm×1.5μm,主要研究了氮掺杂、退火时间、退火温度、退火气氛、保护层对样品热电性能的影响,采用静态标定法对样品进行标定。结果表明,氧化铟薄膜的电阻率越高,样品的Seebeck系数和热电动势输出越大,氮掺杂的In2O3/ITO薄膜热电偶热电势输出较低,温度敏感性降低。随着退火温度的升高,热电偶的Seebeck系数和热电势输出逐渐增大。在不同退火气氛的条件下,空气中退火的热电偶热电稳定性最好。退火时间对Seebeck系数无太大影响,但在过高温度下退火,时间过长不利于热电偶的热电输出稳定性。有Al2O3保护层样品的Seebeck系数约为177.7μV/℃,热电性能优于无保护层样品,在350~1050℃温度范围,样品的测温误差小于±0.95%,使用寿命大于20 h。最后,在镍基合金平板基片上依次采用磁控溅射法沉积10μm的NiCrAlY过渡层、真空析铝并高温热生长Al2O3层、电子束蒸发10μm的Al2O3绝缘层、射频磁控溅射沉积1.5μm厚的In2O3/ITO功能层和电子束蒸发沉积2μm的Al2O3保护层,成功制备出金属基In2O3/ITO薄膜热电偶样品,功能层电极尺寸为(长×宽×厚)63mm×1mm×1.5μm,并对样品进行了静态标定。结果表明,样品的平均Seebeck系数约为175.3μV/℃,在350~1050℃温度范围测温误差小于±2.78%,使用寿命大于20 h,可在1050℃高温环境稳定工作7 h。
其他文献
随着我国工业化进程的不断加速,我国的工业企业不断增多。因为对农村地区的环境问题不够重视,部分污染企业就转移到农村,给农村的生态环境带来了严重污染,加之农民环境保护意
档案信息资源的整合与共享是档案信息化建设的内容,是提升档案信息资源利用效率的关键。本文通过揭示数字化背景下的当前高校档案资源整合与共享的若干问题,并给出数字化时代
《红楼梦》是中国古典章回小说的扛鼎之作,每一章节分"回"别"目",上下两句八字对仗,抑扬顿挫,婉转流畅,具有"音乐美"的特质。通过对《红楼梦》三个英译本的比较,分别从谐音双关、叠
电力线载波是电力通信的重要手段,在保障电网稳定安全运行中发挥着不可忽视的作用。载波通信具有诸多的优点,也存在需要进一步改进的问题。文章通过一例实际工程中与线路接地
国际并购成少败多,但中国企业仍热情高涨,本文针对这一现象,深入分析中国企业在全球化战略、寻求核心技术、开拓海外市场、获得稀缺资源等内在要求和政策鼓励、管理者推动等
本文从以下几方面分析了在语文教学中培养小学生快速阅读能力的方法,包括对学生进行专注力方面的训练,对学生进行记忆力方面的训练,培养学生快速阅读能力的研究,加强课外阅读
本文主要对《卖花女》中的人物进行了全面的分析,通过人物的语言、行为及精神的描述,一个个栩栩如生的形象展现在我们的面前。文章的第一部分主要介绍背景知识,其中包括作者
<正>定塘镇作为象山县较早涉入乡村旅游,且规模较大的乡镇之一,拥有沙地村、洋岙村、中站村等品牌村,是全县乡村旅游的重要目的地。新形势下,定塘镇如何依托宁静优美的生态环
互联网和智能手机的快速发展实现了个人和企业随时随地办公的愿望。利用QQ、微博、微信等智能手机客户端的出现正在颠覆大众接收信息的方式。环境的变化迫使企业跟随潮流改变
饲料加工工艺与设备课程体系优化是一项综合性的教学改革,对动物科学专业人才知识和技能的培养意义重大。本文围绕该课程体系优化的实质,对理论课、实践教学和教材建设体系进