Pt/PtRh薄膜热电偶的动态性能研究

王 刚，姚锦元，王 博，程 萍，丁桂甫

(1.上海交通大学 微米/纳米加工技术国家级重点实验室，上海200240；2.上海交通大学 电子信息与电气工程学院 微纳电子学系，上海 200240)

0 引 言

监控航空发动机的温度对提高发动机的性能和使用寿命非常重要，但是鉴于其高达1 000 ℃的温度以及骤变的温度梯度等恶性工作条件，传统的测温手法难以实现对其温度的准确监控。薄膜热电偶技术成为解决这个问题的有效途径，它具有不需要破坏待测物体的结构、响应速度快、结构尺寸微小，对待测物体使用性能无影响等优点[1]。

20世纪80年代起，国内外就开始了薄膜热电偶的研究，但大多数文献都集中在静态输出性能研究，关于薄膜热电偶动态特性的研究还较少。2005年，Heichal Y等人使用铜和钢组成的热电偶结构，在脉冲激光激励下，测得200 ℃左右温升时的响应时间约为10 ns[2]。2007年，Choi H等人使用铬镍合金和镍铝合金组成150 nm厚的热电偶，研究发现热电偶可以对355 nm的脉冲激光器进行响应[3]。2017年，Jin X H等人证明ITO薄膜热电偶能够对模拟内燃机腔室温度变化过程进行跟踪反馈，可以反馈内燃机内部温度变化的趋势[4]。2016年，中国计量学院的祁漫宇分别采用油浴阶跃、脉冲激光两种方式对金铂薄膜热电偶的动态性能进行了研究[5]。2017年大连交通大学机械工程学院的崔云先等人对NiCr-NiSi在陶瓷基上形成的热电偶进行了静态和瞬态温度测试，在50～400 ℃范围内具有良好的线性和热稳定性[6]。2019年，杨柯等人在Ni基高温合金表面沉积中温、高温和超高温薄膜热电偶并获得10 h以上的寿命[7]。……