Termopares de película delgada de alta temperatura para motores aeronáuticos

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Aeroespacial
• Tecnología de sensores

Sus antecedentes:

• Los motores aéreos funcionan bajo temperaturas extremas y condiciones adversas.
• El control preciso de la temperatura local es crucial para la vida útil de las palas de la turbina y la eficiencia de refrigeración.
• Los sensores de temperatura existentes se enfrentan a limitaciones en estos entornos exigentes.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar e investigar un sensor de termopar de película delgada para la deposición directa en superaleaciones a base de níquel.
• Abordar los desafíos del funcionamiento a altas temperaturas y entornos hostiles en aplicaciones de motores aeronáuticos.
• Mejorar la precisión de las mediciones de temperatura local en los componentes de las turbinas.

Principales métodos:

• Fabricación de un sensor de película delgada multicapa utilizando pulverización de magnetrones y evaporación de haces de electrones.
• Deposición de la capa de transición NiCrAlY, de la capa aislante/protectora Al2O3 y de la capa sensible Pt10Rh/Pt.
• Caracterización del rendimiento del sensor a altas temperaturas.

Principales resultados:

• El sensor de termopar de película delgada funciona con eficacia hasta 1100 °C.
• Se obtiene un coeficiente de Seebeck de 8,16 μV/°C.
• Se ha demostrado un error de temperatura máximo inferior al ±1% y una vida útil superior a 20 horas.

Conclusiones:

• El sensor de termopar de película delgada desarrollado es adecuado para entornos de motores aeronáuticos difíciles.
• Mejora significativamente la precisión de la medición de la temperatura local.
• Proporciona datos valiosos para la predicción de la vida útil de las palas de la turbina y el diseño del sistema de refrigeración.