中國電科26所成功研發(fā)出高溫傳感領(lǐng)域用硅酸鋁鈣壓電晶體

航空發(fā)動機(jī)作為飛機(jī)的心臟，需要使用壓力傳感器來測量發(fā)動機(jī)燃燒室在啟動、停止、不穩(wěn)定燃燒期間的各種瞬變壓強(qiáng)，從而掌握燃燒室壓強(qiáng)變化規(guī)律，為設(shè)計和評價發(fā)動機(jī)提供依據(jù)。能夠在高溫下無故障地工作的高溫壓電材料對航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計具有重要意義。

近年來，四方晶系的硅酸鋁鈣(Ca2Al2SiO7)由于具有優(yōu)良的壓電性能，在其熔點(diǎn)(1 600 ℃)以下無相變、無熱釋電效應(yīng)、低廉的成本以及較高對稱性等優(yōu)點(diǎn)引起了這一領(lǐng)域人員的廣泛關(guān)注。中國電科26所通過單晶爐設(shè)備優(yōu)化，生長工藝調(diào)整等手段成功研發(fā)出尺寸35 mm×45 mm×70 mm的高質(zhì)量硅酸鋁鈣壓電晶體。通過測試，其壓電常數(shù)d14=6.7 pC/N，在650 ℃內(nèi)變化率小于2.4×10-4/℃；機(jī)電耦合系數(shù)K14=11.5%，在650 ℃內(nèi)變化率小于3.2×10-5/℃，展現(xiàn)了良好的溫度穩(wěn)定性。電阻率ρ11和ρ33在700 ℃時分別為3×107Ω·cm和2×108Ω·cm，表明了其在高溫(>650 ℃)壓力傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。

此外，除用在航空發(fā)動機(jī)外，其還可用于宇宙探測，油井勘探、核電、汽車發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域。