书名：耐高温压电声表面波传感器关键技术研究
定价：108.0
ISBN：9787030823441
作者：谭秋林,梁晓瑞
版次：1
出版时间：2026-05

内容提要：

本书紧扣航空航天、高端装备制造等领域对极端高温传感技术的迫切需求，阐述了耐高温声表面波（surface acoustic wave,SAW）压电传感器的基础理论、设计方法、制造工艺与测试方法，为解决极端高温环境下力热参数的精准测量难题提供解决思路。
　　本书首先分析声表面波在高温条件下的传播特性与压电材料的应用特性，阐述声表面波器件的工作原理与设计方法，建立温度、振动、应变、压力等参数的传感模型，分析不同物理量作用下器件的响应规律。在此基础上，开展硬脆压电晶片刻蚀、高温热压键合、耐高温电极防护等工艺研究，研制振动、应变及多参数集成传感器。搭建高温无线传感测量与解调系统，并完成器件在高温环境下的性能测试与验证。

目录：
目录
前言
第1章 耐高温声表面波传感器需求与挑战 1
1.1 航空航天与高端装备对极端环境下力热参数原位测试的迫切需求 1
1.2 声表面波技术耐高温下测试应用的优势与潜力 2
1.3 耐高温声表面波传感技术面临的关键挑战 3
1.3.1 压电敏感电极的耐高温极限突破技术 4
1.3.2 硬脆压电晶片的微纳敏感结构耐高温制造工艺 4
1.3.3 极端高温环境下信号获取与传输难题 5
1.3.4 多物理场耦合导致的参数交叉敏感与解耦难题 5
1.3.5 高温下力学参数的标校与溯源难题 6
1.4 本章小结 6
第2章 耐高温声表面波力热传感器敏感机理与材料体系 8
2.1 概述 8
2.2 声表面波的物理本质与传播特性 8
2.2.1 声表面波的波动方程与边界条件 8
2.2.2 压电介质中的声-电耦合效应 13
2.3 声表面波器件的基本结构与工作原理 14
2.3.1 叉指换能器的设计原理及性能参数 14
2.3.2 延迟线、谐振器与反射栅结构 15
2.4 声表面波器件的力热参数敏感机理与响应特性 19
2.4.1 温度敏感机理与频率温度特性 19
2.4.2 振动敏感机理与结构动力学响应 20
2.4.3 应变敏感机理与应变传递模型 24
2.4.4 压力敏感机理与膜片变形理论 25
2.5 典型压电晶体材料与特性分析 26
2.5.1 压电效应与压电晶体 26
2.5.2 典型高温压电材料特性分析 27
2.6 本章小结 30
参考文献 30
第3章 耐高温声表面波传感器建模与仿真设计 31
3.1 概述 31
3.2 耐高温单一力学参数传感模型构建与仿真 31
3.2.1 高温温度敏感模型构建及特性参数仿真 31
3.2.2 单悬臂梁式高温振动敏感模型构建及参数仿真 40
3.2.3 四端固支梁式高温振动敏感模型构建及参数仿真 49
3.2.4 压电型高温振动敏感模型构建及特性仿真 64
3.2.5 高灵敏高温应变敏感模型构建及性能仿真 69
3.2.6 高温压力敏感模型构建及特性参数仿真 77
3.3 温度同测型多参数集成传感设计方法 82
3.3.1 多参数集成传感器的仿真与设计分析 82
3.3.2 集成传感器的合理布局与干扰抑制设计 88
3.3.3 多参数分频设计与信号解耦方法 90
3.4 本章小结 91
参考文献 91
第4章 耐高温声表面波传感器件的微纳制造工艺 92
4.1 概述 92
4.2 压电晶片湿法刻蚀工艺 92
4.2.1 各向异性刻蚀机理与速率调控方法 92
4.2.2 刻蚀表面微观形貌与性能表征方法 101
4.3 压电晶片高温热压键合工艺 105
4.3.1 高温热压键合机理与界面键合机制 105
4.3.2 高温热压键合方法与工艺参数优化 109
4.3.3 键合微结构强度测试与微观界面特性分析 110
4.4 多层薄膜复合电极的耐高温工艺 115
4.4.1 金属薄膜电极的高温失效分析 115
4.4.2 多层薄膜复合电极结构设计与镀膜技术 118
4.4.3 电极微结构表征与耐高温性能测试 121
4.5 本章小结 124
参考文献 124
第5章 耐高温声表面波振动传感器的设计与性能测试 125
5.1 概述 125
5.2 振动敏感结构力学模型及参数设计 125
5.2.1 单悬臂梁式传感器数学模型构建 125
5.2.2 四端固支梁式传感器数学模型及参数调控 130
5.2.3 压电型振动传感器的模型构建 133
5.3 单悬臂梁式耐高温振动传感器设计与性能测试 136
5.3.1 制备工艺流程设计与优化 136
5.3.2 器件封装技术与高温环境兼容适配性设计 138
5.3.3 高温环境下的性能测试 139
5.3.4 温度-振动耦合信号的解耦方法 144
5.4 四端固支梁式高温振动传感器性能测试 146
5.5 压电型高温振动传感器的设计与性能测试 150
5.5.1 制备工艺优化与器件设计 150
5.5.2 高温环境下温度-振动性能测试 152
5.5.3 集成铂电阻的温度补偿方法 155
5.5.4 高温稳定性测试分析 156
5.6 本章小结 157
参考文献 158
第6章 耐高温声表面波应变传感器的设计与性能测试 159
6.1 概述 159
6.2 高温应变-温度复合测试平台构建 159
6.3 硅酸镓镧基耐高温应变传感器设计 162
6.3.1 通用型应变传感器性能测试 162
6.3.2 梁板型增敏结构设计与性能测试 168
6.4 耐高温温度-应变集成传感器性能测试 177
6.4.1 温度-应变传感器温度性能测试 177
6.4.2 温度-应变传感器应变性能测试 178
6.4.3 传感性能及误差分析 180
6.5 本章小结 182
参考文献 182
第7章 耐高温多参数共面集成声表面波传感器设计与解耦方法 183
7.1 概述 183
7.2 温-压集成声表面波传感器的设计与性能测试 183
7.2.1 共面集成结构设计与制造方法 183
7.2.2 温-压双参数性能测试 190
7.2.3 温-压双参数解耦算法模型构建 194
7.3 温-压-湿集成传感器的设计与性能测试 195
7.3.1 温-压-湿集成传感器制造工艺 195
7.3.2 温-压-湿集成传感器性能测试 203
7.4 本章小结 215
参考文献 216
第8章 基于声表面波技术的耐高温无线传感测量与解调系统 217
8.1 概述 217
8.2 面向高温环境的动态振动参数无线测量系统 217
8.2.1 系统总体架构设计与工作原理 217
8.2.2 声表面波高温振动传感特性的标定测试 220
8.2.3 集成化高温振动无线测试系统构建 225
8.3 面向高温环境的静态力热参数无线测量系统 230
8.3.1 硬件系统架构设计与关键模块实现 230
8.3.2 测量解调算法与软件系统实现 231
8.3.3 系统应用验证与性能分析 237
8.4 本章小结 242
参考文献 242
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