高温复合多层膜结构传感器的热机械可靠性

作者：李洪美; 孙云娜; 段力; 王艳; 丁桂甫; 张久斌; 牛迪

来源：仪表技术与传感器, 2016, (11): 7-10.

• 薄膜热电偶
• 高温热冲击
• 热机械稳定
• von Mises应力

文中主要讨论了应用于薄膜热电偶温度传感器的复合多层膜结构在高低温热冲击条件下的热机械可靠性。采用基于FEM有限元仿真方法的弹塑性模型,系统分析了由多层膜材料热失配导致的界面复杂热应力应变分布规律。定性给出了可能导致致命可靠性问题的应力集中区域及应变积累区域分布。与400℃温度载荷相比,薄膜热电偶温度传感器在1 200℃极限温度下最大范密歇斯应力增大50%以上。同时当温度载荷反复作用时,不仅多层膜结构的过渡层受到严重破坏而且相邻界面的内部塑性形变越发严重,使与工作层相关连的界面成为可靠性薄弱区域。

• 单位
  上海交通大学; 电子工程学院