一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110501085A(43)申请公布日2019.11.26(21)申请号201910874640.8(22)申请日2019.09.17(66)本国优先权数据201811510993.12018.12.11CN(71)申请人中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所地址100095北京市海淀区温泉镇环山村(72)发明人王毅常蕾(74)专利代理机构北京理工正阳知识产权代理事务所(普通合伙)11639代理人毛燕(51)Int.Cl.G01K7/02(2006.01)G01N25/20(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法(57)摘要本发明涉及一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法，属于隔热性能测量和评价领域。本发明所述的测量方法主要由内层薄膜温度传感器、外层薄膜温度传感器以及传感器引线组成，内、外层温度传感器为薄膜温度传感器，采用镀制工艺逐层镀制在热障涂层两侧，内、外层薄膜温度传感器成对布置，成对的内外层薄膜温度传感器的测量值之差，表征了热障涂层在测量点的隔热温差，可以根据测量的需要设计成多点测量系统。本发明不破坏基片，测量误差小，而且还可以多点测量，能够解决航空发动机涡轮叶片热障涂层隔热性能测量及评价所面对的难题。CN110501085ACN110501085A权利要求书1/1页1.一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法，其特征在于：将内层薄膜温度传感器镀制于金属基片上；再镀制热障涂层，通过热障涂层将内层薄膜温度传感器镀覆盖；然后在热障涂层外侧对应位置镀制外层薄膜温度传感器；最后通过传感器的引线将内层薄膜温度传感器与外层薄膜温度传感器采集到的温度信号引出，实现该点的隔热温差测量；所述的内层温度传感器为多层薄膜结构的热电偶传感器，包括过渡层10，绝缘层，敏感层和保护层；在所述金属基片上依次镀制过渡层、绝缘层、敏感层和保护层；所述的外层薄膜温度传感器是多层薄膜结构，包括敏感层和保护层；在所述热障涂层上依次镀制敏感层和保护层。2.如权利要求1所述的一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法，其特征在于：所述内层薄膜温度传感器数量为一个或者多个；当内层薄膜温度传感器数量为一个时，实现单点测量；当内层薄膜温度传感器数量为多个时，实现多点测量。3.如权利要求1所述的一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法，其特征在于：所述过渡层材料为NiCrAlY合金；所述绝缘层材料为Al2O3；所述保护层材料为Al2O3；所述敏感层厚度为1μm～3μm。4.如权利要求1所述的一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法，其特征在于：引线材料与敏感层材料保持一致，选用相对应类型的热电偶作为引线；基片内镀制的引线和引线端子可以按照需要设计相应的掩膜板，引线的走向以及间隔可以自行设计，但应保证引线间无交叉，同时注意引线端子距离基片边缘保持足够距离。5.如权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于：在镍基金属基片上镀制内层薄膜温度传感器：首先镀制过渡层，选用NiCrAlY合金靶材，通过电子束的方法镀制厚度为8μm的过渡层；接下来镀制绝缘层，选用Al2O3制备的非金属靶材，通过磁控溅射的方法镀制厚度为10μm的绝缘层，然后采用抽检的方式检查绝缘电阻，绝缘电阻在3.5MΩ左右；接下来一步镀制敏感层，采用S型热电偶，即铂铑10-铂，其中正极采用铂铑合金制备的靶材镀制，负极采用纯铂制备的靶材进行镀制，两级的厚度为2μm左右；最后镀制保护层，采用Al2O3制备的非金属靶材，镀制厚度为1μm的保护层；内层薄膜温度传感器镀制完成后，按照正常工艺镀制隔热涂层，在热障涂层的外表镀制外层薄膜温度传感器；由于热障涂层本身的绝缘特性能够满足要求，因此在其上直接镀制外层薄膜温度传感器的敏感层，采用S型热电偶，即铂铑10-铂，其中正极采用铂铑合金制备的靶材镀制，负极采用纯铂制备的靶材进行镀制，两级的厚度为2μm左右；最后在敏感层外侧镀制保护层，采用Al2O3制备的非金属靶材，镀制厚度为3μm的保护层；内、外层薄膜温度传感器镀制完成后，进行引线处理，引线材料与敏感层材料保持一致，采用直径为0.3mm的S型热电偶进行引线；对偶丝端部进行压制，将其压成0.6mm宽的扁片，然后通过高温粘合剂将其压接在基片的镀制引线端子上。2CN110501085A说明书1/3页一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种热障涂层隔热性能的测量方法，具体涉及一种基于薄膜测温的热障涂层隔热性能测量方法，适用于航空发动机涡轮叶片热障涂层的隔热性能测量和评价，属于隔热性能测量和评价领域。背景技术[0002]随着航空发动机性能的不断提