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作者：安义岩;王延伟;刁凤新;刘天奇;张小明;李敬雨;杨兵;邓建钢;徐卓林;兰贞波;
单位：国网内蒙古东部电力有限公司电力科学研究院;国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司;
摘要：高压及超高压套管连接结构中螺栓预紧力分布不均松脱等故障已经成为影响高压套管安全可靠运行的主要影响因素。如何实现持续精准的连接结构中螺栓载荷监测并预警套管压力故障成为了前沿技术问题。贴片超声波及压电探头超声波是应力检测应用最为广泛的技术之一，但其检测精度不能满足要求；溅射型压电薄膜超声方法检测精度高，但压电薄膜沉积效率低，结晶取向控制困难。针对现有研究不足，采用脉冲电弧离子镀技术在合金钢基体上实现ZnO压电薄膜的快速制备，研究靶电流及偏压对ZnO压电涂层的晶体结构、表面形貌及声学性能的影响。结果表明，ZnO涂层的形貌与结构主要与沉积粒子能量有关，偏压越高则涂层结晶越差，而且其绝缘性能下降；靶电流的增加可以提升涂层的结晶质量，但会引入Zn金属大颗粒污染，进而影响压电涂层的绝缘性能。超声轴力检测结果表明，在偏压为0 V以及电流为40 A的最优化工艺参数下制备的高电阻、高c轴择优取向的ZnO压电传感涂层材料，可以应用于高压套管中螺杆轴向载荷的高精度检测，为高压套管安全可靠运行提供了新的监测手段。
关键词：高压套管;;脉冲电弧离子镀;;氧化锌压电涂层;;靶电流;;偏压
基金资助：国家电网内蒙古东部电力有限公司科技项目（526604210003）;; 国家自然科学基金项目（U1832127）资助
