[发明专利]一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法

权利要求书

1.一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采用磁控溅射工艺在航空发动机/火力发电燃气轮机的叶片溅射耐高温敏感芯片薄膜，在航空发动机/火力发电燃气轮机的外壳表面分别溅射耐高温读取天线薄膜，其中，耐高温敏感芯片薄膜的中间层与耐高温读取天线薄膜的中间层通过电感耦合实现数据的无线非接触传输；耐高温敏感芯片薄膜的中间层为电性能元件薄膜，由并联的叉指电容与螺旋电感串联组成LC回路，螺旋电感的外端直接与叉指电容的一端相连，内端螺旋绕出与叉指电容的另一端相连；耐高温读取天线薄膜的中间层为同轴螺旋电感薄膜；

S2、将耐高温读取天线薄膜的两端分别与集供电单元、数据读取单元与数据存储单元于一体的后端处理模块相连；

S3、当叶片高速旋转工作时，后端处理模块内的供电单元通过电感间的互感耦合为耐高温敏感芯片薄膜提供能量，耐高温敏感芯片薄膜内的叉指电容因感知叶片受力形变而发生变化，导致LC回路中的谐振频率f₀发生变化，该谐振频率f₀以无线非接触地方式传输到后端处理模块内，经数据读取单元分析处理即可实现对旋转叶片表面应力/应变参数的实时测试。

2.如权利要求1所述的一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法，其特征在于，所述耐高温敏感芯片薄膜的顶层与底层、耐高温读取天线薄膜的顶层与底层均为Al₂O₃薄膜，且Al₂O₃薄膜厚度为1μm。

3.如权利要求1所述的一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法，其特征在于，所述同轴螺旋电感薄膜的材料为耐高温金属Pt，且薄膜厚度为0.5μm。

4.如权利要求2所述的一种面向极端环境的叶片应力/应变动态测试方法，其特征在于，所述Al₂O₃薄膜通过以下步骤制备：

a.利用丙酮、乙醇、去离子水依次清洗叶片表面，以防叶片表面不清洁而使薄膜的附着性降低；

b.将金属Al靶材与洁净的叶片分别放至相应的靶位与样品旋转台上；

c.对镀膜腔室进行抽真空处理，待镀膜腔室的真空度达到1*10^-3Pa时，关闭真空计停止真空处理；

d.向真空镀膜腔室通入混合均匀的Ar及O₂，控制通气速率以控制真空镀膜腔室的气压，待工作气压达到0.1Pa时停止通气并维持稳定；

e.启动溅射电源开始溅射，将真空镀膜腔室内的Ar电离成Ar⁺和e^-，并启动样品旋转台以保证Al₂O₃在叶片表面均匀成膜；

f.Al金属靶表面经Ar⁺轰击出Al粒子，Al粒子与真空镀膜腔室内的氧气发生反应形成Al₂O₃并向叶片移动，且沉积在叶片表面的Al粒子同样受O₂影响而形成Al₂O₃薄膜；

g.当叶片表面的Al₂O₃薄膜达到1μm时，关闭溅射电源，溅射停止，叶片停止旋转，Al₂O₃薄膜溅射结束。