離子束濺射法制備鎳鉻硅-鎳硅熱偶傳感薄膜的研究.pdf

1、本論文系統(tǒng)地研究了鎳鉻硅-鎳硅熱偶傳感薄膜的設(shè)計與制各工藝。采用離子束濺射方法鍍制了以K9玻璃為基底的鎳鉻硅-鎳硅薄膜熱電偶，并對薄膜的制備工藝進行了大量的研究，獲得了熱電性能良好的薄膜樣品。 首先，薄膜熱電偶是一種測量瞬變溫度的傳感器，其測溫原理與普通熱電偶相同。由于薄膜熱電偶的熱接點多為岬級的薄膜，所以與普通熱電偶相比，它具有熱容量小、響應(yīng)迅速等特點，能夠準確測量瞬態(tài)溫度的變化。近年來，廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機活塞頂面和燃燒室壁面、

2、槍炮膛內(nèi)壁、鍛模表面等瞬態(tài)溫度測量中。因此，國內(nèi)外的很多學(xué)者和企業(yè)都對薄膜熱電偶做了深入研究。 用熱電偶理論設(shè)計薄膜熱電偶，用離子束濺射方法制備鎳鉻硅-鎳硅薄膜熱電偶并且對其進行靜態(tài)標定和微觀檢測，同時找出用離子束濺射方法制備鎳鉻硅-鎳硅薄膜熱電偶的適合工藝是本論文研究的重點。 本論文的實驗部分是在 FJL560CI1 型超高真空磁控與離子束聯(lián)合濺射鍍膜機上進行的。基片采用K9玻璃，靶材為高純度的金屬Ni靶、Cr靶和Si

3、靶。采用離子束濺射方法并且通過控制各靶材的鍍膜時間來實現(xiàn) Ni、Cr和Si 的摻雜，從而制備出薄膜熱電偶的正極 (鎳鉻硅) 和負極 (鎳硅)。用丙酮和超聲波清洗基片，濺射鍍膜時工作氣體為氬氣，用質(zhì)量流量計控制氣體流量，調(diào)節(jié)屏極電壓和離子束流等工藝參數(shù)制備一系列的薄膜樣品。用X射線光電子能譜儀 (XPS) 測定其成分，用SSX-550 (SEM-EDS) 觀察分析一體化型掃描電子顯微鏡觀察薄膜表面形貌和測量薄膜中各成分的含量。對所制備的樣