[发明专利]一种高温自补偿多层复合薄膜应变计及其制备方法

权利要求书

1.一种高温自补偿多层复合薄膜应变计，其特征在于，所述应变计包括高温合金构件基底(1)、氧化铝绝缘层(2)、第一TaN应变层(3)、PdCr应变层(4)、第二TaN应变层(5)、氧化铝或氧化硅保护层(6)和Pt电极(7)，其中：氧化铝绝缘层(2)沉积于高温合金构件基底(1)上；第一TaN应变层(3)沉积于氧化铝绝缘层(2)上；PdCr应变层(4)沉积于第一TaN应变层(3)上；第二TaN应变层(5)沉积于PdCr应变层(4)上；氧化铝或氧化硅保护层(6)覆盖于第二TaN应变层(5)之上；Pt电极(7)沉积于氧化铝绝缘层(2)上并以侧壁同时与第一TaN应变层(3)、PdCr应变层(4)、第二TaN应变层(5)和氧化铝或氧化硅保护层(6)相连，同时Pt电极(7)的上表面暴露于氧化铝或氧化硅保护层(6)之外用于引线。

2.根据权利要求1所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计，其特征在于，所述的应变计在高温合金构件基底(1)上原位制备，高温合金构件基底(1)的应用温度在500～1200℃。

3.根据权利要求1所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计，其特征在于，所述的第一TaN应变层(3)、PdCr应变层(4)和第二TaN应变层(5)中，PdCr应变层(4)位于第一TaN应变层(3)和第二TaN应变层(5)中间，第一TaN应变层(3)、PdCr应变层(4)和第二TaN应变层(5)共同形成三明治结构的复合应变层，即组成自补偿应变层，用以消除电阻温度效应。

4.一种权利要求1-3任一项所述的高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1、清洗高温合金构件基底(1)；

步骤2、用双离子束溅射机，在高温合金构件基底(1)上溅射沉积氧化铝绝缘层(2)；

步骤3、在完成步骤2的高温合金构件基底(1)上反应磁控溅射第一TaN应变层(3)；

步骤4、在完成步骤3的高温合金构件基底(1)上射频磁控溅射PdCr应变层(4)；

步骤5、在完成步骤4的高温合金构件基底(1)上反应磁控溅射第二TaN应变层(5)；

步骤6、在完成上述步骤的构件上旋涂光刻胶，利用应变层掩膜板进行UV曝光、显影；

步骤7、利用离子刻蚀，在显影后溅射有第一TaN应变层(3)、PdCr应变层(4)和第二TaN应变层(5)的三明治结构复合应变层构件上形成应变层图形；

步骤8、利用丙酮洗去光刻胶，去离子水清洗，干燥；

步骤9、再次在完成上述步骤的构件表面旋涂光刻胶，利用电极层掩膜板进行UV曝光、显影；

步骤10、在完成上述步骤的构件表面磁控溅射Pt电极(7)；

步骤11、利用丙酮洗去光刻胶，去离子水清洗，干燥；

步骤12、利用双离子束溅射机，在完成上述步骤的构件表面溅射沉积氧化铝或氧化硅保护层(6)。

5.根据权利要求4所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述的氧化铝绝缘层(2)的厚度为2～4μm。

6.根据权利要求4所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，所述的氧化铝绝缘层(2)和所述的氧化铝保护层沉积所用的靶材均为99.99％高纯蓝宝石靶。

7.根据权利要求4所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，所述的氧化铝绝缘层(2)和所述的氧化铝保护层的Al：O化学计量比为2：3。

8.根据权利要求4所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，步骤3中，所述的第一TaN应变层(3)的厚度为100～400nm；步骤5中，所述的第二TaN应变层(5)的厚度为100～400nm。

9.根据权利要求4所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，步骤4中，所述的PdCr应变层(4)的厚度为200～600nm。

10.根据权利要求4所述的一种高温自补偿多层复合薄膜应变计的制备方法，其特征在于，步骤12中，所述的氧化铝或氧化硅保护层(6)的厚度为1～2μm。