镍基高温合金上贵金属薄膜热电偶的制备及抗氧化性能研究

发布时间：2023-12-27 19:24

　　航空发动机热端部件(如涡轮叶片)的表面的温度及其分布对部件本身的机械性能及耐用性有着极其重要的影响。实时、精确测量其表面温度对航空发动机的设计制造以及功能验证至关重要。传统测量方法存在破坏部件的机械结构、响应速度慢、干扰流场等缺点,而薄膜热电偶是通过薄膜沉积技术在被测件表面直接制备,与被测件一体化集成,从而具有体积小、对测量件表面环境影响极小、热容量小响应速度快等优点。电极材料由Pt Rh以及Pt组成的贵金属薄膜热电偶(如S型和R型薄膜热电偶)有着稳定的热电性能并且测温范围广,非常适合用来测量涡轮叶片等工作于高温段的热端部件的表面温度。本文针对以上应用情形,并在前期工作的基础上,对以S型和R型为主要研究对象的贵金属薄膜热电偶的制备、抗氧化性能以及热电性能进行深入研究。首先,在Al₂O₃陶瓷基底上采用磁控溅射的方法制备Pt-10%Rh薄膜和Pt-13%Rh薄膜,然后对其进行大气退火处理,研究PtRh薄膜表面形貌、结晶特点、抗氧化性能以及电学性能在高温氧化环境条件下的变化情况。通过对同一个氧化铝陶瓷衬底表面沉积的S型及R型薄膜型热电偶进行静态标定...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 国内外研究历史和发展现状
    1.3 本文的选题依据
    1.4 本论文的研究内容
第二章S型与R型贵金属薄膜热电偶抗氧化性能研究
    2.1 薄膜的制备及表征方法
        2.1.1 薄膜的制备方法
        2.1.2 薄膜的表征方法
    2.2 薄膜热电偶的标定
        2.2.1 热电效应
        2.2.2 热电偶基本定律
        2.2.3 薄膜热电偶的标定方法
        2.2.4 标定系统
    2.3 S型与R型贵金属薄膜热电偶抗氧化性能研究
        2.3.1 Al₂O₃陶瓷基片上S型与R型薄膜热电偶的制备
        2.3.2 S型与R型薄膜热电偶的抗氧化性能研究
    2.4 本章小结
第三章 陶瓷基底上贵金属薄膜热电偶的制备及性能研究
    3.1 功能层膜厚对S型贵金属薄膜热电偶抗氧化性能及热电性能的影响
        3.1.1 Al₂O₃陶瓷基底上S型贵金属薄膜热电偶的制备
        3.1.2 功能层膜厚对热电偶抗氧化性能及热电性能的影响
    3.2 保护层膜厚对R型贵金属薄膜热电偶抗氧化性能及热电性能的影响
        3.2.1 Al₂O₃陶瓷基底上R型贵金属薄膜热电偶的制备
        3.2.2 保护层膜厚对热电偶抗氧化性能及热电性能的影响
    3.3 本章小结
第四章 镍基高温合金上R型贵金属薄膜热电偶的制备及性能研究
    4.1 镍基高温合金上R型贵金属薄膜热电偶的制备
        4.1.1 镍基高温合金上R型贵金属薄膜热电偶的制备工艺
        4.1.2 合金衬底上膜热电偶绝缘性能及热电性能的标定
    4.2 Al₂O₃绝缘层膜厚对薄膜热电偶绝缘性能及热电性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3875752