[发明专利]一种使用薄膜热电阻测量刀具温度的结构与制备方法

权利要求书

1.一种使用薄膜热电阻测量刀具温度的结构，其特征在于，包括绝缘膜、热电阻薄膜、保护膜、刀具涂层和引出脚，所述绝缘膜形成在刀具所需测温位置，所述绝缘膜上具有凹陷区域，所述热电阻薄膜形成在所述凹陷区域内，所述保护膜形成在所述热电阻薄膜上，所述涂层覆盖所述保护膜，所述涂层为保证刀具的切削性能的高硬度刀具涂层，嵌入所述涂层下方的所述热电阻薄膜所形成的温度传感器所在区域参与切削过程，所述热电阻薄膜与所述引出脚电连接，所述引出脚位于所述保护膜和所述涂层的覆盖区域外并用于通过引出导线与温度采集终端电连接。

2.如权利要求1所述的测量刀具温度的结构，其特征在于，所述保护膜形成在所述凹陷区域内，所述热电阻薄膜与所述保护膜的厚度之和与所述凹陷区域的深度相等，所述凹陷区域的深度在0.5-5微米范围内。

3.如权利要求1或2所述的测量刀具温度的结构，其特征在于，所述测温位置为一处或者多处位置，在所述刀具的前刀面和/或者后刀面。

4.如权利要求1或2所述的测量刀具温度的结构，其特征在于，所述绝缘膜的材料为SiO₂或者Al₂O₃，厚度在1-10微米。

5.如权利要求1或2所述的测量刀具温度的结构，其特征在于，所述热电阻薄膜的材料为Pt或者Ni，厚度在0.3-3微米。

6.如权利要求1或2所述的测量刀具温度的结构，其特征在于，所述保护膜的材料为Si₃N₄或SiO₂，厚度在0.2-2微米。

7.如权利要求1或2所述的测量刀具温度的结构，其特征在于，所述涂层的材料为TiC、CrC、TiN、TiCN、Al₂O₃中的一种或多种复合的多层材料结构，厚度在1-10微米。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的测量刀具温度的结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在刀具的测温位置沉积绝缘膜；

对所述绝缘膜进行局域刻蚀；

在被刻蚀区域沉积热电阻薄膜、引出脚和保护膜，其中，所述保护膜覆盖所述热电阻薄膜但不覆盖所述引出脚；

在所述刀具的表面沉积刀具涂层，其中，所述涂层覆盖所述保护膜但不覆盖所述引出脚。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述刻蚀为干法刻蚀或者湿法刻蚀，所述绝缘膜、所述热电阻薄膜、所述引出脚和所述保护膜的沉积为化学气相沉积或物理气相沉积。

10.一种刀具，其特征在于，具有如权利要求1至7任一项所述的测量刀具温度的结构。