具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在以下各实施例的描述中，“多个”的含义是两个及两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。

本发明一实施例提供一种曲面基片的镀膜夹具，用于夹持曲面基片，以便于对曲面基片进行镀膜，实现对曲面的温度、应力等的实时有效监测。

如图1所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具的一种示例性俯视图，如图2所示，为本实施例提供的图1中曲面基片的镀膜夹具的一种示例性主视图，以夹具的底板平行水平面放置为参考，该夹具10包括：底板11、背板12、固定夹板13、移动夹板14和支柱15。

其中，所述背板12、所述固定夹板13、所述移动夹板14和所述支柱15设置在所述底板11上；所述背板12用于曲面基片第一端的抵靠；所述固定夹板13和所述移动夹板14配合，用于对所述曲面基片的夹持；所述支柱15用于支撑所述曲面基片的第二端，以使所述曲面基片保持目标状态。

具体的，曲面基片的两端可以是非对称的结构，比如发动机叶片，示例性的，如图3A所示，为本实施例提供的曲面基片的一种示例性视角的结构示意图；如图3B所示，为本实施例提供的图3A曲面基片的另一视角的结构示意图，如图3C所示，为本实施例提供的图曲面基片的再一种示例性视角的结构示意图；该示例中，曲面基片30的第一端31是半圆柱状，第二端32是具有一定厚度的片状，曲面基片的上表面33为曲面，下表面34也为曲面，图3A中朝向纸面外的一侧称为第一侧面35，朝向纸面内的一侧称为第二侧面36。

在实际应用中，曲面基片可以是任意高温部件的曲面结构，这里仅为一种示例性说明。

结合图3A的曲面基片，如图4所示，为本实施例提供的曲面基片的夹持状态示意图，曲面基片30的第一端31抵靠在背板12上，固定夹板13和移动夹板14分别靠向曲面基片30的两侧面36和35并夹紧，实现对曲面基片30的夹持，支柱15支撑曲面基片30的第二端32，使得曲面基片保持在目标状态，以便于进行镀膜；目标状态是指便于在曲面基片相应位置进行镀膜的状态，具体可以根据实际需求设置。

可选地，移动夹板14的移动可以采用任意可实施的方式实现，比如丝杠、导轨等，具体可以根据实际需求设置，只要能够保证移动夹板与固定夹板配合对曲面基片进行夹持即可。

可选地，背板12可以是与底板11一体成型，也可以是两个独立部分通过焊接或其他方式固定连接；固定夹板13可以是通过焊接或其他方式与底板11固定连接；支柱15可以是通过焊接或其他方式与底板11固定连接。

可选地，为了提高该夹具的通用性，支柱15可以设置为高度可调节支柱，用于调节曲面基片30相对于底板11的角度，以便于在曲面基片30的任意位置进行镀膜。

可选地，该夹具10的各部分材质可以根据实际需求设置，比如采用不锈钢材质或其他可实施的材质，本发明实施例不做限定。

需要说明的是，上图中的夹具10只是一种示例性的结构，在实际应用中，各部分的形状及尺寸可以根据实际需求设置，比如底板11横截面不限于圆形，也可以是长方形、正方形等，支柱15不限于圆柱状，也可以是长方体状，固定夹板13和移动夹板14的长宽高均可以根据实际曲面基片的需求进行匹配设置，背板12可以是与底板11一体成型的位于底板一侧的一个凸台。

示例性的，如图5A所示，为本实施例提供的背板的一种示例性俯视图，如图5B所示，为本实施例提供的图5A的背板的主视图，背板12是与底板11一体成型。

示例性的，如图6A所示，为本实施例提供的背板的另一种示例性俯视图，如图6B所示，为本实施例提供的图6A的背板的主视图，底板11横截面为正方形，背板12与底板11垂直成L型。

在实际应用中，本发明的夹具10可以是固定设置在镀膜设备中，与镀膜设备形成一体，在需要镀膜时，将曲面基片夹持固定在该夹具上进行镀膜；该夹具10也可以是独立于镀膜设备的装置，在需要镀膜时，可以通过一定的连接方式实时连接到镀膜设备的真空室中，比如通过卡接，螺栓连接等方式连接，具体连接方式可以根据实际需求设置，只要能够实现对曲面基片的镀膜即可，本实施例不做限定。

本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具，通过底板承载曲面基片、背板抵靠住曲面基片的一端，支柱支撑曲面基片的另一端，固定夹板和移动夹板夹持曲面基片的两侧，使曲面基片能够在夹具上保持需要的目标状态，从而可以将夹持有曲面基片的夹具置于镀膜设备中，在曲面基片上可以更加有效的进行刻蚀和沉积材料，从而能够在曲面基片上有效制备薄膜传感器，解决了现有技术无法在曲面基片有效进行镀膜的问题。

为了使本发明的技术方案更加清楚，本发明另一实施例对上述实施例提供的系统做进一步补充说明。

作为一种可实施的方式，为了保证将曲面基片的状态固定在目标状态，在上述实施例的基础上，可选地，所述背板12和所述支柱15分别设置在所述底板11上第一位置和第二位置；所述固定夹板13设置在所述底板11上的第三位置，所述移动夹板14与所述固定夹板13平行设置，能够沿靠近或远离所述固定夹板13的方向移动；所述第一位置和所述第二位置在所述固定夹板13和所述移动夹板14中心连线的两侧。

示例性的，如图7所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具的一种示例性俯视图，底板11的横截面为正方形，背板12设置的第一位置靠近底板11上表面的第一边，支柱15设置的第二位置靠近底板11上表面与第一边对立的第二边，固定夹板13设置的第三位置靠近底板11上表面的第三边，移动夹板14则靠近底板11上表面与第三边对立的第四边，并可以向固定夹板13方向移动或向远离固定夹板13的方向移动。

作为另一种可实施的方式，如图8所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具的一种示例性主视图，为了保证曲面基片能够保持在需要的状态，在上述实施例的基础上，可选地，所述支柱15包括固定柱151和高度调节旋钮152，用于调节所支撑的所述曲面基片的第二端的高度，以调节所述曲面基片的上表面与底板的角度。

可选地，固定柱151和高度调节旋钮152可以由螺母和螺杆实现，即固定柱为螺母，高度调节旋钮为螺杆。

可选地，固定柱151和高度调节旋钮152还可以通过其他任意可实施的方式实现，不限于上述的螺母和螺杆。

作为另一种可实施的方式，如图9A所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具的另一种示例性俯视图，如图9B所示，为本实施例提供的图9A的主视图，为了保证移动夹板能够有效移动，以适配不同尺寸的曲面基片，在上述实施例的基础上，可选地，该夹具10还包括丝杠16和固定板17。

其中，所述固定板17固定设置在所述底板上，所述固定板17位于所述移动夹板14远离所述固定夹板13的一侧；所述丝杠16的一端与所述固定夹板13连接，所述丝杠16的另一端与所述固定板17连接，所述移动夹板14通过螺母套接在所述丝杠16上，将所述丝杠16的旋转运动转换为所述移动夹板14的直线运动，使得所述移动夹板14沿所述丝杠16向所述固定夹板13移动或向所述固定板17移动，以适配对不同尺寸曲面基片的夹持。

具体的，移动夹板14的直线运动是通过丝杠的作用实现的，通过丝杠将旋转运动转换为移动夹板的直线运动，驱动移动夹板向靠近固定夹板13的方向移动或向远离固定夹板13的方向移动，丝杠的作用原理为现有技术，在此不再赘述。

进一步地，为了便于调节移动夹板的位置，可选地，所述丝杠16的另一端设置有夹持旋钮18，用于带动所述移动夹板沿所述丝杠移动。

具体的，所述夹持旋钮18与所述丝杠16固定连接，当所述夹持旋钮18被旋转时，带动丝杠16旋转，丝杠16则相对于固定在移动夹板14上的螺母旋转，通过丝杠与螺母螺纹配合，两者相对旋转时，将回旋运动转换为螺母的直线运动，从而带动移动夹板14运动。

进一步地，为了提高移动夹板运动的稳定性，该夹具还包括导向杆19，所述导向杆19的一端与所述固定夹板13固定连接，所述导向杆19的另一端与所述固定板17固定连接，所述导向杆19穿过所述移动夹板14，所述移动夹板14能够沿所述导向杆19移动，实现与丝杠16配合引导所述移动夹板14的移动方向。

可选地，丝杠的具体类型可以根据实际需求选择，比如可以采用滚珠丝杠，或其他任意可实施的类型的丝杠，本实施例不做限定。

作为另一种可实施的方式，如图10A所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具的再一种示例性俯视图，如图10B所示，为本实施例提供的图10A的主视图，为了保证移动夹板能够有效移动，以适配不同尺寸的曲面基片，在上述实施例的基础上，可选地，该夹具10还包括导轨20和滑块21。

其中，所述导轨20固定在所述底板11上，所述滑块21与所述导轨20滑动连接，且所述滑块21与所述移动夹板14固定连接，具体为与所述移动夹板14的底面固定连接，带动所述移动夹板14沿所述导轨20移动，以适配对不同尺寸曲面基片的夹持。导轨滑块的具体结构可以根据实际需求选择，导轨滑块的具体结构及工作原理为现有技术，在此不再赘述。

在实际应用中，可选地，底板的横截面可以设置为任意可实施的形状，比如长方形、正方形，圆形，具体可以根据实际需求设置，本发明不做限定。

在一示例中，如图11所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具的立体图。

在一示例中，如图12所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具夹持曲面基片的一种示例性立体图；如图13所示，为本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具夹持曲面基片的另一种示例性立体图，该图与图12结构一致，不同之处在于，为了更清楚地展示曲面基片与夹具的位置关系，将曲面基片进行了透明设置。

需要说明的是，各可实施的方式可以单独实施，也可以在不冲突的情况下以任意可能的方式结合实施。

本实施例提供的曲面基片的镀膜夹具，通过高度调节旋钮可以有效调节曲面基片的角度，实现对不同曲面基片的夹持固定，提高通用性；还通过丝杠或导轨与滑块实现移动夹板的位置的准确调节，使得移动夹板与固定夹板配合能够夹持不同尺寸的曲面基片，进一步提高通用性；还通过导向杆与丝杠配合，实现移动夹板运动方向的导向，提高移动夹板运动的稳定性。

本发明另一实施例提供一种曲面基片的镀膜系统，用于对曲面基片进行镀膜。

该系统包括镀膜设备及如上任一实施例提供的曲面基片的镀膜夹具；所述曲面基片夹持在所述曲面基片的镀膜夹具上；所述曲面基片的镀膜夹具置于所述镀膜设备的溅射室内，以使所述镀膜设备为所述曲面基片镀膜。

在实际应用中，夹具可以是固定设置在镀膜设备中，与镀膜设备形成一体，在需要镀膜时，将曲面基片夹持固定在该夹具上进行镀膜；该夹具也可以是独立于镀膜设备的装置，在需要镀膜时，可以实时通过一定的连接方式连接到镀膜设备的真空室中，比如通过卡接，螺栓连接等方式连接，具体连接方式可以根据实际需求设置，只要能够实现对曲面基片的镀膜即可，本实施例不做限定。

在一示例中，下面对基于本发明提供的夹具的薄膜传感器的制备过程进行说明，以薄膜应变传感器为例，该制备过程具体包括：

1、将曲面基片按需求位置夹持固定在夹具上，并将夹具置于磁控溅射室内。曲面基片可以是曲面镍基合金基片。

2、依次使用丙酮、无水乙醇、去离子水对曲面镍基合金基片表面进行超声清洗，然后用干燥氮气吹干，获得清洗后基片。

3、在清洗后基片上采用磁控溅射沉积工艺沉积过渡层，获得第一构件，过渡层可以为NiCrAlY过渡层。

4、对第一基片进行高温热处理，在表面得到形成热生长氧化层的过渡层，获得第二构件。

5、选用磁控溅射沉积工艺，在步骤4形成的第二构件的过渡层上沉积Al₂O₃-Ta₂O₅绝缘层，获得第三构件。

6、在已经沉积Al₂O₃-Ta₂O₅绝缘层的第三构件上贴上干膜，利用PdCr应变栅掩膜板进行曝光、显影，获得第四构件。

7、在第四构件上直流磁控溅射PdCr敏感栅，获得第五构件。

8、利用丙酮洗去干膜，去离子水清洗，干燥，得到图形化的PdCr敏感栅，获得第六构件。

9、在已经沉积PdCr敏感栅的第六构件上贴上干膜，利用Pt电极掩膜板进行曝光、显影，获得第七构件。

10、在第七构件上磁控溅射Pt电极，获得第八构件。

11、随后利用丙酮洗去干膜，去离子水清洗、干燥，得到图形化的Pt电极，获得第九构件。

12、对完成步骤11的第九构件进行磁控溅射沉积，用掩模版遮住Pt电极后将Al₂O₃/ZrB₂-SiC/Al₂O₃复合保护层沉积在PdCr敏感栅的表面，然后经过退火后得到具有保护层的薄膜应变传感器。

在实际应用中，各层的厚度可以根据实际需求设置，比如PdCr敏感栅的厚度为900～1000nm；Pt电极的厚度为900～1000nm；过渡层的厚度为2～4mm；复合绝缘层中Al₂O₃薄膜层的厚度为500～800nm，Ta₂O₅薄膜层的厚度为300～600nm；复合保护层中Al₂O₃薄膜层的厚度为1.5mm，ZrB₂-SiC薄膜层的厚度为1～2mm，Al₂O₃薄膜层的厚度为500nm，得到复合保护层的厚度为2～4mm。

在实际应用中，制备过程的具体环境条件可以根据实际需求设置。

示例性的，步骤3中，将清洗后基片置于本底真空度为5.0×10^-4Pa的真空环境中，以NiCrAlY合金为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在功率为200W、溅射气压为0.1～0.2Pa、基底温度为400～450℃的条件下采用磁控溅射沉积方法将NiCrAlY合金沉积在高温合金基底表面上，沉积厚度为2～4mm得到NiCrAlY过渡层薄膜。

示例性的，步骤4中，将步骤3得到的第一构件置于管式石英炉中，在石英炉的背底真空优于8×10^-4Pa后，将石英炉的温度以5℃/min的速率升至1000℃并保温6h进行析铝过程；然后，保持石英炉的温度为1000℃并关闭真空系统，通入99.999％的氧气进行氧化过程，氧化时间为5～6h。

示例性的，步骤5中，在步骤4进行高温热处理获得第二构件后，将第二构件置于本底真空度为8×10^-4Pa的真空环境中，以Al₂O₃为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在基底温度为500～550℃、溅射功率为100W、溅射气压为0.1～0.2Pa的条件下采用磁控溅射沉积方法沉积Al₂O₃薄膜，得到沉积厚度为500～800nm的Al₂O₃薄膜；然后再以Ta₂O₅为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在基底温度为500～550℃、溅射功率为110W、溅射气压为0.1～0.2Pa的条件下采用磁控溅射沉积方法在Al₂O₃薄膜表面沉积厚度为300～600nm的Ta₂O₅薄膜；通过热处理后生成Al₂O₃-Ta₂O₅复合绝缘层薄膜。

示例性的，步骤7中，将已经进行光刻处理的第四构件置于本底真空度为8×10^-4Pa的真空环境中，以纯度为99.99％的PdCr(13wt％Cr)合金为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在功率为80W、溅射气压为0.4～0.5Pa、基底温度为400～450℃的条件下采用直流磁控溅射方法将PdCr合金沉积于高温合金基板表面上，沉积厚度为900～1000nm得到PdCr敏感栅，去除干膜。

示例性的，步骤10中，将已经沉积PdCr敏感栅的第七构件置于本底真空度为8×10^-4Pa的真空环境中，以金属Pt为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在功率为80W、溅射气压为0.4～0.5Pa、基底温度为400～450℃的条件下采用直流磁控溅射方法将金属Pt沉积于第七构件表面上，沉积厚度为900～1000nm得Pt电极，去除干膜。

示例性的，步骤12中，将沉积了PdCr应变层的第九构件置于本底真空度为8×10-4Pa的真空环境中，以Al₂O₃为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在基底温度为550℃、溅射功率为100W、溅射气压为0.2Pa的条件下采用磁控溅射沉积方法沉积厚度为1.5mm的Al₂O₃薄膜；然后再以ZrB₂-SiC为靶材，通入纯度不低于99.999％的氩气作为工作介质，在基底温度为500～550℃、溅射功率为110W、溅射气压为0.1～0.2Pa的条件下采用磁控溅射沉积方法在Al₂O₃薄膜表面沉积厚度为1～2mm的ZrB₂-SiC薄膜。最后转换为Al₂O₃为靶材在ZrB₂-SiC薄膜表面沉积一层Al₂O₃薄膜，厚度为500nm；然后将沉积了Al₂O₃/ZrB₂-SiC/Al₂O₃复合保护层的第九构件置于大气环境中800℃进行5h退火，终在高温合金表面得到厚度为2～4mm的Al₂O₃/ZrB₂-SiC/Al₂O₃复合保护层。

基于本发明提供的曲面基片的镀膜夹具，在曲面基片上制作图案时，使用干膜光刻胶曲面贴覆的方式，实现曲面图形化转移，干膜光刻胶的层压贴覆工艺，能克服传统正胶只能在平面上旋涂的缺点，并将在曲面图形化中广泛的应用，干膜贴覆在衬底表面的方法是将干膜贴在表面，并用平整钝化的玻璃片挂膜，使干膜平整贴在衬底表面；然后，放置60℃热板上，在加热的同时不断用玻璃片刮涂加压，增加干膜在衬底表面的黏附性。这种方法贴覆的结果没有残余气体，干膜与衬底黏附较好。

在实际应用中，还可以对该薄膜应变传感器进行温度补偿，以提高应变检测结果的准确性，具体温度补偿方式可以采用自补偿方式，具体可以采用单丝自补偿方式，具体如下：

若使薄膜应变传感器在温度变化△t时的热输出值为零，必须使：

α_t+K(β_e-β_g)＝0

也即

α_t＝K(β_e-β_g)

其中，β_g为被测试件线膨胀系数，为已知数，α_t为敏感栅材料的电阻温度系数，K为灵敏系数，β_e为线膨胀系数。

在实际应用中，可以根据被测试件线膨胀系数β_g，合理选择敏感栅材料的电阻温度系数α_t、灵敏系数K以及线膨胀系数β_e，使得在温度变化时均有ΔR_t/R₀＝0，从而达到温度补偿的目的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。