2022年10月，2020级博士生陈国淳在厦门大学航空航天学院275会议室分享复杂曲面薄膜传感技术研究。

博士生陈国淳汇报研究进展

航空发动机、燃气轮机、超高声速飞行器等常用零部件服役于高温、高速、重载的恶劣环境下，实现其健康检测有助于早期故障诊断、结构优化设计及推动智能化发展，而对于关键零部件高温参数的实时监测是世界公认的难题。耐高温领域内关键零部件具有多种复杂型面，如螺栓和轴承表面为可展开面，而涡轮叶片为非展开面，为原位高温薄膜温度传感器的制备带来难题。因此，亟需开发一种曲面共形薄膜制备技术，以实现耐高温零部件表面温度实时监测。

基于五轴联动平台，结合实验室自主开发的韦森堡喷印装置简单易集成的优势，搭建曲面共形薄膜直写系统，实现曲面传感薄膜液相一步成型制造。相比于磁控溅射具备曲面薄膜均匀性好、适用于复杂曲面、多复合材料以及成本低等优点。

搭建了高温温度标定平台，对圆柱面薄膜温度传感器进行重复性、高温稳定性、高温动态测试。结果表明：800℃下六轮温阻循环测试重复性较好，TCR达6000ppm/℃，高温电阻漂移率均小于1%，此外其高温动态响应迅速，单轮温阻曲线拟合优度为0.9996，精度达5.03%，展现出较好的响应特性和恶劣环境耐受性。

基于曲面共形直写系统与耐高温薄膜传感的验证，分别在轴承、螺栓、叶片表面制备薄膜温度传感器。搭建轴承旋转标定平台进行旋转测试，两轮加载卸载曲线一致；采用火焰喷枪对轴承表面薄膜温度传感器进行测试，其响应时间优于商用热电偶；首次在叶片基底进行共形薄膜传感器制备，并进行燃气环境模拟测试，为涡轮叶片表面温度实时采集提供解决方案。

通过前述工作，该曲面共形直写系统可满足复杂曲面的薄膜传感器制备需求。基于此，开发内腔壁共形直写及曲面大尺寸/长路径/跨拐角的制备工艺，为曲面共形薄膜传感器走向高温实际应用奠定基础。

曲面共形打印系统

氧化铝基薄膜温度传感器

轴承、螺栓、叶片薄膜温度传感器

文 陈国淳 李佳音

图 陈国淳 金航