新型氮化铝AlN晶体高温压电振动传感器

作     者：陈丽洁 徐兴烨 雷亚辉 杨月 朴胜春 张丽 CHEN Li-jie;XU Xing-ye;LEI Ya-hui;YANG Yue;PIAO Sheng-chun;ZHANG Li

作者机构：中国电子科技集团公司第四十九研究所黑龙江哈尔滨150028 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 中国电子科技集团公司第四十六研究所天津300220 

出 版 物：《中国电子科学研究院学报》 (Journal of China Academy of Electronics and Information Technology)

年 卷 期：2020年第15卷第12期

页      码：1212-1218页

摘      要：AlN的禁带宽度可达6.2 eV,并具有直接带隙,是重要的蓝光和紫外发光材料;同时AlN具有热导率高,熔点高,电阻率高,击穿场强大,介电系数小等多种优异性能,是优异的高温、高频和大功率器件用电子材料;沿c轴取向的AlN还具有非常好的压电性和声表面波高速传播性能,是一种优异的压电材料。由于AlN属于宽禁带材料,因此具有很好的稳定性。据此本文提出采用AlN晶体作为压电传感器新型敏感元件设计制作耐高温传感器新的技术路线与方法。为证明AlN晶体可以在传感器技术方面发挥独特的作用,文中以振动传感器为例开展AlN新型振动传感器设计研究,并与常规压电陶瓷振动传感器进行比对测试试验验证研究工作。分别采用AlN晶体和压电陶瓷敏感材料设计制作振动传感器比对样品,通过在振动台上进行比对标定测试,验证了用AlN晶体设计制作的振动传感器可以获得很好的灵敏度特性和频率响应特性;通过在150℃范围内进行的升、降温过程中对传感器的灵敏度频率特性标定测试试验,可初步确认采用AlN晶体作为压电敏感材料设计制作的振动传感器具有优于压电陶瓷振动传感器的温度灵敏度稳定性。因此,AlN晶体有望成为支撑更高温度振动测量传感器的核心关键敏感材料和研发其它可耐受高温环境压电传感器可行的技术路线之一,值得后续深入开展相关技术与工艺的研究工作。

主 题 词：AlN晶体 压电陶瓷 高温 振动 灵敏度 频率响应 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1673-5692.2020.12.013

馆 藏 号：203101559...