刘海军， 蒋洪川， 吴 勐， 赵晓辉， 蒋书文， 张万里

(电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都 610054)

陶瓷基Pt/ITO薄膜热电偶的制备与性能研究*

刘海军， 蒋洪川， 吴 勐， 赵晓辉， 蒋书文， 张万里

(电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川 成都 610054)

为了准确测量涡轮叶片表面温度，采用掩模图形化和射频磁控溅射的方法，在Al2O3陶瓷基片上沉积 Pt/ITO薄膜热电偶，并对其进行了静态标定。结果表明：Pt/ITO薄膜热电偶在1 000 ℃进行大气气氛退火，随着退火时间的增加，样品热电势输出曲线稳定性逐渐增强，Seebeck系数也较大，标定曲线均具有很好的线性度，退火5 h的样品的最大测温误差仅为16.03 ℃，可在400～1 100 ℃温度范围热循环中稳定工作约20 h。ITO薄膜厚度对Pt/ITO薄膜热电偶热电性能几乎没有影响。

Pt/ITO薄膜热电偶; 射频磁控溅射； 静态标定; Seebeck系数

0 引 言

薄膜热电偶相较于线材热电偶，具有质量小、尺寸小、热容量小、响应时间短、准确度高，对测试部件周围环境影响小，不需要特殊加工和固定(直接沉积在部件表面)，不破坏测试部件物理结构等优点[1～4]。因此，它可为航空发动机研制过程中涡轮叶片表面温度测量提供准确可靠的测试数据。涡轮发动机为了追求更高的推重比(发动机推力与发动机重量之比)涡轮叶片表面温度将高于1 100 ℃，传统的K(NiCr/NiSi)型、S(Pt/Pt-10℅Rh)型薄膜热电偶不能满足如此高的温度要求, 其中，S型薄膜热电偶，价格昂贵，输出热电势低(约为12 μV/℃)，而且在温度超过900 ℃时会出现Rh氧化等性能恶化问题，最大测温误差可达50 ℃[5]。……