PDC陶瓷基無線無源溫度傳感器的制備與測試.pdf

1、燃氣輪機內(nèi)部具有高溫和腐蝕性氣體環(huán)境，開發(fā)出能夠在如此惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定工作的溫度傳感器，無論從材料結(jié)構(gòu)設計或功能化應用的角度都要面臨巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)。先驅(qū)體陶瓷（Polymer derived ceramic，PDC）具有優(yōu)異的耐高溫特性，特別適合在高溫環(huán)境中的應用。以PDC為傳感元的無線無源溫度傳感器有望能實現(xiàn)對燃氣輪機內(nèi)部溫度的實時監(jiān)測。
　　以過氧化二異丙苯(Dicumyl peroxide，DP)為熱交聯(lián)劑，以聚乙烯基硅氮

2、烷(Polyvinylsilazane，PVSZ)為先驅(qū)體制備了PDC-SiCN，以聚硼硅氮烷（Polyborosilazane，PBSZ）為先驅(qū)體制備了PDC-SiBCN，以PVSZ和仲丁醇鋁（Aluminum sec-butoxide，ASB）為先驅(qū)體原料制備了PDC-SiAlCN，并對制得的PDC-SiCN和PDC-SiAlCN的介電特性進行了研究。高溫介電研究表明，PDC-SiCN和PDC-SiAlCN的介電常數(shù)隨測試溫度的升高

3、單調(diào)增加;高頻介電研究表明，氧化除碳后PDC-SiAlCN的介電常數(shù)和介電損耗隨PDC-SiAlCN中Al含量的增加而下降。
　　對以直徑不同的PDC-SiCN為傳感元，銀和鉑為諧振腔材料制備的無線無源溫度傳感器的研究表明，相同測試溫度下傳感元直徑越小的傳感器的諧振頻率越大，傳感器的最高測試溫度為800℃，對應的諧振頻率和靈敏度分別為10.38GHz和0.5437MHz/℃;對以熱解溫度不同的PDC-SiBCN圓片為傳感元，銀和鉑

4、為諧振腔材料制備的無線無源溫度傳感器的研究表明，傳感元的熱解溫度在1000～1200℃之間時，相同測試溫度下傳感元熱解溫度越高的傳感器的諧振頻率越小，而當傳感元的熱解溫度為1300℃時，對應傳感器的諧振頻率的變化出現(xiàn)異常，傳感器的最高測試溫度為800℃，對應的諧振頻率和靈敏度分別為10.895 GHz和0.5135MHz/℃;對以Al含量不同的PDC-SiAlCN圓片為傳感元，鉑為諧振腔材料制備的無線無源溫度傳感器的研究表明，相同測試溫