基于聚合物先驱体陶瓷（PDC）制造耐超高温无线无源MEMS传感器的应用基础研究

本项目是在当前航空航天领域对耐超高温（>1000℃）和抗恶劣环境的高性能传感器系统迫切需求的背景下，提出了发展一种基于聚合物先驱体陶瓷（PDC）材料的、具有高Q值和耐高温性能的谐振腔式无线无源MEMS传感器。PDC陶瓷是一种结构、组分以及性能可调节的新型耐超高温抗腐蚀的半导体陶瓷材料，而无线无源方式传感器信号输出无需引线连接和电源系统，因此该PDC陶瓷基传感器可以在高温恶劣环境中正常工作。本项目以开发PDC陶瓷材料及其MEMS微加工技术为基础，依据原子/纳米结构构建物理模型解释PDC陶瓷的高温物理性能，揭示PDC陶瓷基高Q值微波谐振腔应用于MEMS传感器的机理。在试验上，利用MEMS微加工技术制造耐超高温（>1000℃）PDC陶瓷基无线无源的压力和温度传感器。在高温恶劣实验环境条件下，对传感器进行测试，评估传感器的有效性和可靠性。

课题组于2012-2015年度开展了国家自然科学基金面上项目“基于聚合物先驱体陶瓷（PDC）制造耐超高温无线无源MEMS传感器的应用基础研究”（No.51175444）的研究。期间对MEMS传感器用的PDC陶瓷的制备技术，高温（小于800℃）电学性能以及PDC陶瓷的MEMS微加工图案化技术进行了研究；对PDC陶瓷设计为温度传感器的工作原理及结构形式进行了研究，利用PDC陶瓷设计了有线与无线无源MEMS温度传感器，搭建了测试平台，对温度传感器进行了测试，无线测试温度达到800℃；利用PDC陶瓷对高温压力传感器进行了的设计、制造和测试研究。.截至目前，利用本项目资助发表SCI收录论文17篇（JCR2区8篇），其它EI收录论文16篇，申请国家发明专利9项，国家发明专利授权5项，培养硕士生15人（毕业6人）和博士生4人（毕业1人）。