航空發動機高溫薄膜熱電偶研究概況*

（廈門大學航空航天學院，廈門 361102）

航空發動機作為航空飛行器的“心臟”，為飛行器飛行提供動力。航空發動機渦輪葉片受到高溫（＞1700℃）、高壓（＞50bar）、高轉速（＞20000r/min）[1–2]惡劣環境的作用，極易發生蠕變、燒蝕、疲勞斷裂等失效行為。高溫是航空發動機渦輪葉片最主要的工作環境特征，葉片的疲勞斷裂與其密切相關[3–4]。我國空軍現役飛行事故大多與發動機葉片疲勞斷裂失效有關。可見，渦輪葉片工作狀態的在線實時獲取一直是航空飛行器發展亟待解決的難題。

航空發動機渦輪葉片溫度測取是其工作狀態監測、健康管理的重要依據。多種測試方法和手段被嘗試，但難以解決問題。如通過在渦輪葉片表面開孔，將溫度傳感器直接安裝在渦輪葉片上獲取溫度參數的方法，對渦輪葉片本身造成傷害，同時造成開孔處應力集中，降低渦輪葉片的使用壽命[5]；在渦輪葉片表面黏貼片式傳感器的方法會對氣流造成干擾，黏貼膠在高溫下工作一段時間后黏貼效果下降，葉片和片式傳感器貼合不緊密，甚至脫落，使測溫數據結果不可靠[6]；示溫漆法測溫精度較低，且不具備實時性[7]；紅外熱成像法[8]、熱敏液晶顯示法[9]、光電法等[10]，由于葉片實際的狹小工作環境和測溫系統的復雜性，均不適用于渦輪葉片上溫度的測量。

為了解決航空發動機渦輪葉片、燃燒室內壁等狹小空間范圍的測溫難題，結合薄膜制備技術，出現了微納尺度的薄膜傳感器。相比較傳統的塊體式溫度傳感器，薄膜傳感器空間尺度小、熱容量小、響應速度快，能適應不同場合的測溫需要[11]；……