中国电科26所成功研发出高温传感领域用硅酸铝钙压电晶体

摘要

航空发动机作为飞机的心脏,需要使用压力传感器来测量发动机燃烧室在启动、停止、不稳定燃烧期间的各种瞬变压强,从而掌握燃烧室压强变化规律,为设计和评价发动机提供依据.能够在高温下无故障地工作的高温压电材料对航空发动机的设计具有重要意义.近年来，四方晶系的硅酸铝钙(Ca2Al2SiO7)由于具有优良的压电性能，在其熔点(1600°C)以下无相变、无热释电效应、低廉的成本以及较高对称性等优点引起了这一领域人员的广泛关注。中国电科26所通过单晶炉设备优化，生长工艺调整等手段成功研发出尺寸35 mm×45 mm×70 mm的高质量硅酸铝钙压电晶体。通过测试，其压电常数d14=6.7 pC/N，在650°C内变化率小于2.4×10-4／°C；机电耦合系数K14=11.5%，在650°C内变化率小于3.2 ×10-5/°C，展现了良好的温度稳定性。电阻率ρ11和ρ33在700°C时分别为3×107Ω·cm和2×108Ω·cm，表明了其在高温(>650°C)压力传感领域中的应用前景。此外，除用在航空发动机外，其还可用于宇宙探测，油井勘探、核电、汽车发动机等领域。