電阻應(yīng)變式納米膜壓力傳感器是基于金屬應(yīng)變原理而制成，其敏感元件是金屬彈性體上的多層納米膜結(jié)構(gòu)。彈性體采用經(jīng)處理的金屬圓形平膜片，在精密拋光的膜片上制作納米固體Ta205薄膜離層，然后，在其上再制作納米量能的Ni-Cr薄膜功能材料，通過微細(xì)加工技術(shù)構(gòu)成惠斯登電橋，電橋電阻用納米Si02膜鈍化保護(hù)，應(yīng)變信號用金絲引出。當(dāng)被測壓力作用膜片上時，膜片立即產(chǎn)生彈性形變，應(yīng)變電阻發(fā)生變化，電橋失去平衡，從而產(chǎn)生與被測壓力成正比的電壓信號，以實現(xiàn)對被測壓力的準(zhǔn)確測量。
主要技術(shù)特點電阻應(yīng)變式納米膜壓力傳感器采用低能離子加速器轟擊的動能轉(zhuǎn)換搬遷原子的新技術(shù)，其技術(shù)特點是：
①原位生長多層不同功能的納米薄膜材料；
②原位剝離技術(shù)提高薄膜層間的結(jié)合力；
③原位穩(wěn)定性處理；
④原位化合物納米薄膜的制備。該產(chǎn)品具有鮮明的獨創(chuàng)性，主要是在工作溫度范圍內(nèi)，尤其是在高溫條件下具有可忽略的極小零點漂移誤差，徹底解決了長期以來粘貼應(yīng)變式壓力傳感器的零點漂移誤差大導(dǎo)致傳感器的不穩(wěn)定性問題，是粘貼應(yīng)變式壓力傳感器更新?lián)Q代的新產(chǎn)品。此外，該傳感器具有其他傳感器不能同時具有的高溫度、高精度、高壓力、抗惡劣環(huán)境、抗電磁核輻射干擾等優(yōu)良性能。產(chǎn)品具有鮮明的創(chuàng)造性和先進(jìn)性，技術(shù)程度成熟。主要技術(shù)指標(biāo)測量范圍：0-100MPa；
準(zhǔn)確度等級：0.1、0.2級；
工作溫度范圍：-40℃—180℃；
零點時漂：<0.1%F.S/年；
零點溫漂：0.005％F.S/℃；
長期穩(wěn)定性：≥10年；
橋臂電阻：2—10千歐；
絕緣電阻：≥5000兆歐（100VDC）推廣目的和意義目的：我國壓力傳感器市場歸納為四種類型，即濺射薄膜式、電容式、擴(kuò)散硅壓阻式、粘貼應(yīng)變式。這類產(chǎn)品其技術(shù)性能不能同時具備高精度、高穩(wěn)定、高可靠性的特點，不能滿足我國航空、航天、軍工、石油、化工、冶金及其他工業(yè)過程自動控制對壓力精確測量的要求。目前上述行業(yè)所用的高性能壓力傳感器80%以上依賴進(jìn)口，每年花去國家大量外匯。本項目研究目的是研究、開發(fā)同時具有高精度、高可靠性、高穩(wěn)定性、超高溫度（或超低溫度）的納米壓力傳感器，以滿足國內(nèi)對高性能壓力傳感器的迫切需要。
意義：該產(chǎn)品研究開發(fā)成功，將填補(bǔ)國內(nèi)空白，產(chǎn)品整體性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。產(chǎn)品替代進(jìn)口，并逐步出口創(chuàng)匯，為中國傳感器走向世界作出積極的貢獻(xiàn)。實施該項目的基礎(chǔ)條件1.本公司擁有以低能離子加速器濺射薄膜剝離設(shè)備、離子束濺射干法蝕刻設(shè)備等為主納米壓力傳感器的工藝生產(chǎn)線。包括有原子搬遷、光刻、圖形腐蝕、熱處理、電老化、激光焊接、真空燒結(jié)、電器測試、微電壓測量、標(biāo)定等生產(chǎn)設(shè)備和儀器儀表。廠房面積約500m2，局部凈化面積約50m2。
2.本公司開發(fā)的普通型納米（-40℃—150℃）壓力傳感器已生產(chǎn)出來。已通過湖南省計量產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站的嚴(yán)格測試，各項技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計要求，公司已取得《中華人民共和國制造計量器具許可證》。通過小批量生產(chǎn)，已取得了一定的實踐經(jīng)驗。生產(chǎn)工藝流程基本合理，生產(chǎn)工藝規(guī)范、工藝檢驗規(guī)范都已完善，質(zhì)量保證和質(zhì)量監(jiān)控體系正在進(jìn)一步完善。
3.通過小批量生產(chǎn)，所取得的成熟工藝和解決的一些技術(shù)關(guān)鍵可移植到本課題的開發(fā)應(yīng)用中，為其打下較好的工藝與技術(shù)基礎(chǔ)。
4.本公司擁有一支以教授級高級工程師、高級工程師、工程師為主體的技術(shù)隊伍，其中教授級高工是享受政府特殊津貼的專家。長期從事離子束濺射技術(shù)和壓力傳感器的研究。所取得的成績有：獲得國家級科技進(jìn)步三等獎兩項；電子部科技進(jìn)步一等獎三次，二等獎兩項；國家經(jīng)委優(yōu)秀新產(chǎn)品獎一項，均排列第一名。利用離子束濺射技術(shù)開發(fā)的航天用運(yùn)載火箭發(fā)動機(jī)壓力測量的濺射型應(yīng)變式合金薄膜壓力傳感器獲航天工業(yè)總公司科技進(jìn)步獎二等獎一項，排名第二。評價情況
電阻應(yīng)變式納米膜壓力傳感器是國家“十五”計劃重點支持的技術(shù)領(lǐng)域項目。本產(chǎn)品于2001年10月通過湖南省科技廳組織的專家鑒定，由院士、教授等專家組成的專家委員會認(rèn)為：“該產(chǎn)品是一種性能優(yōu)異的壓力參數(shù)測量科技創(chuàng)新產(chǎn)品，為國內(nèi)首創(chuàng)，整體性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。”國內(nèi)外市場前景該產(chǎn)品將優(yōu)先在航天飛行器、飛機(jī)、坦克、艦艇、戰(zhàn)車等軍事裝備中應(yīng)用，為我國軍用壓力傳感器提供新產(chǎn)品。
主要用于運(yùn)載火箭、飛機(jī)、坦克、艦艇等發(fā)動機(jī)的壓力測控以及軍用衛(wèi)星燃料控制系統(tǒng)、導(dǎo)彈地面發(fā)射系統(tǒng)及其他液壓控制系統(tǒng)的壓力測控。同時還將廣泛應(yīng)用于石油、能源、交通、冶金、醫(yī)藥、輕紡、機(jī)械、煤礦、供排水等領(lǐng)域，市場前景廣闊。
全球2000年傳感器產(chǎn)品銷售額400億美元，壓力傳感器占據(jù)60%。
我國2001年銷售壓力傳感器140萬只，約40億元人民幣。其中60%的高性能產(chǎn)品靠進(jìn)口解決。本項目研制成功，將大量減少我國高性能壓力傳感器的進(jìn)口量，為國家節(jié)省大量外匯。
本項目產(chǎn)品銷售價格僅為國外同類產(chǎn)品的25%，具有巨大的市場競爭力和廣闊的市場前景。 |
