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)、PaCr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;PaCr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PaCr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)、PaCr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)、PaCr应变层(4)和第二TaN应变层(5)中,PaCr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)、PaCr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PaCr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)、PaCr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)和所述的氧化铝或氧化硅保护层(6)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)和所述的氧化铝或氧化硅保护层(6)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PaCr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。