[发明专利]在合金基板上设置薄膜传感器的方法

摘要

该发明属于薄膜传感器领域中以待测的涡轮发动机叶片等作为基板的薄膜传感器的生产方法。包括合金基板的表面处理，在合金基板上沉积NiCrAlY合金过渡层，金属铝的析出，溅射金属铝层，氧化处理，设置Al2O3陶瓷绝缘层，设置薄膜传感器功能层及Al2O3保护层。该发明在NiCrAlY层析出一定厚度的铝后、再直接溅射一层金属铝，并使两者均匀分布于NiCrAlY1过渡层的表面，然后对其氧化处理以生成Al2O3联接过渡层；该发明NiCrAlY层的厚度仅为背景技术的1/20左右。因而具有NiCrAlY过渡层薄、与Al2O3陶瓷绝缘层的联接强度高，制备难度及生产成本低，在1000℃左右的环境工作安全、可靠，可为涡轮发动机的研究、设计提供准确、可靠的设计依据等特点。

主权项

一种在合金基板上设置薄膜传感器的方法，包括：A.合金基板的表面处理：先、后采用丙酮和乙醇对待测合金基板的表面进行清洗，清洗后置于氮气氛下干燥；B.在合金基板上沉积NiCrAlY合金过渡层：采用常规磁控溅射方法将NiCrAlY合金沉积于经步骤A处理后的合金基板上、作为过渡层，得带NiCrAlY合金过渡层的复合基板；C.金属铝的析出：将步骤B所得复合基板置于真空热处理炉内，在10‑310‑5Pa真空及900‑1300℃温度条件下，加热至金属铝析出的厚度达100‑300nm后、随炉冷却至常温，得带NiCrAlY合金过渡层及金属铝析出层的复合基板；D.溅射金属铝层：在经步骤C处理后的复合基板上、采用常规磁控溅射方法将金属铝沉积于铝析出层上，使沉积的金属铝与析出的金属铝融合成一体、且均匀分布于NiCrAlY过渡层表面的厚度达到1‑2μm止，然后转步骤E进行氧化处理；E.氧化处理：在氧气气氛下，匀速升温至900‑1100℃后、恒温4‑10h，使金属铝层厚度的50％以上被完全氧化成Al2O3后、冷却至室温，以得带NiCrAlY合金过渡层及Al2O3联接过渡层的复合基板；F.设置Al2O3陶瓷绝缘层：采用常规真空蒸镀法、将经步骤E氧化处理后的复合基板置于真空气氛及500‑600℃下、采用高纯度Al2O3为蒸镀原料，在复合基板的Al2O3联接过渡层的表面沉积3‑10μm厚的Al2O3陶瓷、作为绝缘层；G.设置薄膜传感器功能层及Al2O3保护层：按常规方法将经步骤F制得的复合基板置于真空气氛下，采用磁控溅射或电子束蒸发方法在Al2O3陶瓷绝缘层上设置各薄膜传感器；然后在Al2O3陶瓷绝缘层及传感器功能层表面仍按常规方法、在真空气氛及500‑600℃温度下、采用电子束蒸发的方法在Al2O3绝缘层和薄膜传感器的表面蒸镀上Al2O3保护层、至Al2O3保护层的上表面到薄膜传感器上表面的厚度为1.0‑2.0μm止；从而制得本发明所述薄膜传感器。