面向旋转组件温度监测的量子点传感器性能强化研究

全无机钙钛矿(Cs Pb Br3)量子点因其优异的光学性能在荧光温度传感器领域展现了巨大潜力。围绕高油污强干扰环境下滚动轴承内圈、保持架等旋转组件温度监测问题,针对原位生长策略不可控导致的Cs Pb Br3量子点荧光不均匀问题,提出基于静电纺丝原理制备包覆聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene difluoride,PVDF)纤维膜的Cs Pb Br3量子点,结合正交试验法优化传感器制备工艺,并利用微观形貌表征分析手段验证其有效性。在此基础上,进一步提出利用有机硅树脂(Silicone resin,SR)涂覆工艺提升钙钛矿量子点传感器的热稳定性。最后,基于轴承保持架温度监测试验验证了静电纺丝技术结合SR涂覆工艺对于提升钙钛矿量子点传感器监测性能的有效性。

面向旋转部件监测的耐高温量子点传感器研究

航空发动机支撑轴承的内圈、保持架等旋转部件的温升特性在线监测对于轴承乃至整机装备的服役状态评估、预警至关重要。面向航空发动机极端工况下轴承内部旋转部件热状态监测需求,在基于碲化镉(Cadmium telluride,Cd Te)量子点传感器在线测温原理及技术研究基础上,通过工艺优化提升传感器性能,使其适用于高温、高速等极端工况下航空发动机支撑轴承旋转部件的运行温度监测。控制制备Cd Te量子点试验条件(制备时间、配体),通过结构表征探讨量子点的微观形态、平均粒径对其荧光特性的影响机制。搭建高温环境下量子点光致发光温度依赖特性监测试验平台,研究不同量子点传感器光致发光光谱的温度依赖特性及耐高温性能。基于聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)包覆,制备了Cd Te/PVA高稳定性传感器,实现了量子点荧光强度、最高耐受温度、灵敏性以及稳定性的显著提升,为航空发动机支撑轴承旋转部件的在线温度监测奠定了基础。