Cr-Si系薄膜的制備及超高壓壓力傳感器的研制.pdf

1、柴油機(jī)電控高壓共軌噴射系統(tǒng)由電控系統(tǒng)和燃油供給系統(tǒng)兩部分組成，電控系統(tǒng)由傳感器、電子控制單元（ECU）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。傳感器是共軌系統(tǒng)核心組成部分之一，而軌壓傳感器又是眾多傳感器中的核心傳感器。德國(guó)Bosch公司的柴油機(jī)共軌技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，第四代電控高壓燃油噴射系統(tǒng)正在研發(fā)之中。它要求傳感器能在約200 MPa的共軌油壓中工作，因此超高壓壓力傳感器的研發(fā)有著非同一般的意義。
　　本文選用合金薄膜應(yīng)變壓力傳感器作為軌壓傳

2、感器，選用Cr-Si-Ni-Ti壓阻薄膜作為壓力傳感器的敏感元件。采用射頻磁控濺射方法在氧化鋁陶瓷基片上制備了Cr-Si-Ni-Ti壓阻薄膜，研究了濺射參數(shù)和不同溫度退火對(duì)薄膜電性能的影響。結(jié)果表明：優(yōu)化后的濺射參數(shù)為濺射總壓2 Pa，射頻濺射功率150 W，靶基距7 cm，濺射時(shí)間50 min，原位沉積的薄膜呈非晶態(tài)，對(duì)濺射態(tài)薄膜不同溫度退火后發(fā)現(xiàn)：隨著退火溫度的升高，薄膜電阻溫度系數(shù)（TCR）逐漸增大，應(yīng)變因子（GF）先增大后減小，

3、室溫電阻率則逐漸降低。當(dāng)退火溫度低于600℃時(shí)，薄膜仍然為非晶態(tài)。在退火溫度為300℃時(shí)，薄膜電性能最好：TCR為-1.1 ppm/℃，GF為2.2，ρ為0.662，為超高壓壓力傳感器的研發(fā)奠定了材料基礎(chǔ)。
　　利用薄膜濺射工藝和光刻剝離工藝制備了超高壓壓力傳感器，首先用電子束蒸發(fā)在圓柱形型不銹鋼構(gòu)件表面沉積約10μmSiO2絕緣層，然后用射頻磁控濺射在絕緣層上沉積約450 nm圖形化Cr-Si-Ni-Ti敏感材料，之后再在敏感材