鄭州大學(xué)：研發(fā)高溫環(huán)境應(yīng)變-溫度一體化傳感器

面向國(guó)家重點(diǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵需求，一些環(huán)境下溫度、應(yīng)變等信息的原位實(shí)時(shí)測(cè)量，是實(shí)現(xiàn)裝備、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)在環(huán)境下安全運(yùn)行的重要監(jiān)測(cè)手段，對(duì)提升我國(guó)國(guó)防實(shí)力和國(guó)家核心競(jìng)爭(zhēng)力意義重大。在實(shí)際應(yīng)用中需要強(qiáng)調(diào)幾個(gè)重要的參數(shù)，如靈敏度、響應(yīng)速率、穩(wěn)定性、量程、小型化和多功能化等。目前已成功商業(yè)化的高溫應(yīng)變傳感器中，金屬應(yīng)變片由于其抗腐蝕和抗氧化性能較差導(dǎo)致傳感器的壽命和穩(wěn)定性不能滿足需求；光纖布拉格光柵應(yīng)變傳感器存在量程小、信號(hào)解耦復(fù)雜等缺點(diǎn)；SiC電容式應(yīng)變計(jì)可以在腐蝕性環(huán)境中較好地工作，但其工作溫度和應(yīng)變范圍有限，這些不足限制了其在環(huán)境中的進(jìn)一步應(yīng)用。因此，研究能夠在高溫環(huán)境下能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度和應(yīng)變測(cè)量的小型化傳感器充滿了挑戰(zhàn)。

聚合物體陶瓷 (PDCs) 具有優(yōu)異的高溫半導(dǎo)體特性、壓阻效應(yīng)、抗氧化和耐腐蝕性能，在微機(jī)電系統(tǒng) (MEMS)、微傳感器、涂層等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，基于液態(tài)的聚合物前驅(qū)體，可以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)地制備具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的PDCs。因此，PDCs可能是制造具有優(yōu)異性能的高溫環(huán)境應(yīng)變傳感器的有力候選者。本文中利用聚合物體SiCN陶瓷制備了多功能、小型化、寬量程的溫度應(yīng)變一體化傳感器，利用特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成功解決了溫漂效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了高溫環(huán)境下同時(shí)對(duì)溫度和應(yīng)變的精準(zhǔn)測(cè)量。

來(lái)源：傳感器專家網(wǎng)