一种可应用于声表面波瓦斯传感器的高压电薄膜制备技术

成果基本信息
关键词：	声表面波;高压电薄膜;瓦斯传感器
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	360-16-1U210882	资源采集日期：	2017-02-20

研究情况
单位名称：	西安科技大学	技术水平：
评价证书号：		评价单位：
评价日期：	2011.12.31	评价证书号：

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
煤矿瓦斯事故是煤矿安全的最大威胁之一，事故破坏性强，灾后可救援性差，严重制约着我国煤矿安全生产和煤炭经济的健康发展。预防瓦斯事故，关键在于准确、及时的瓦斯浓度监测与检测。因而先进、高精度的瓦斯传感技术成为煤矿安全技术研究领域的热点。　　压电薄膜基声表面波瓦斯传感技术能够及时、精确、方便的监测煤矿瓦斯分布，从而能够有效提高煤矿瓦斯监测能力，降低煤矿瓦斯事故发生率，减少人员伤亡与矿产资源损失。压电薄膜基声表面波瓦斯传感器，具有体积小、灵敏度高、工作稳定、生产成本低、易于集成化等独特优点，将有效提高煤矿瓦斯监测能力。　　在压电薄膜基微型传感器制备中，高压电性、高机械品质因数的压电薄膜是该类传感器制备的关键部分。压电薄膜的性能，直接决定了传感器的灵敏度和工作稳定性。锆钛酸铅（Pb（Zrx，Ti1-x）O3，即PZT）是一种性能出色的压电材料，其具有比ZnO和AlN薄膜更高的压电系数和机电耦合系数。但是，PZT材料的机械品质因数较小，尤其是PZT薄膜，其机械品质因数低则几十，高也只有几百，使得其谐振带宽过宽，机械损耗大，直接限制了它在谐振器和传感器等方面的应用，因而如何通过混合或掺杂对PZT改性，以获得高压电性和高机械品质因数的PZT基压电薄膜，成为研究的关键。　　本项目在硅基底上制备与表征三元系PMnN-PZT薄膜，系统研究了PMnN添加对PZT薄膜的晶体结构、铁电性、压电性、介电性和居里温度等性质的改性规律，并给出6%摩尔比的薄膜综合特性最优PMnN添加比例。在硅基底上成功制备出具有高压电性和良好铁电性的三元系0.06PMnN-0.94PZT（50/50）薄膜，并测试出薄膜的横向压电应力系数为 =-14.9C/㎡，该压电系数明显大于PZT（50/50）薄膜的横向压电系数。　　硅基底高压电PMnN-PZT（50/50）薄膜的成功制备，解决了压电薄膜基声表面波瓦斯传感器制备的关键问题，同时也对其他相关压电薄膜基微型器件制备具有普适应用价值。

成果名称：	一种可应用于声表面波瓦斯传感器的高压电薄膜制备技术	关键词：	声表面波;高压电薄膜;瓦斯传感器
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	仪器仪表技术	三级分类名称：	传感器
研究起止时间：	2010.01 至2015.12	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	西安科技大学	学科分类2：
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：		课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：	20100471624
经费实际投入额（万元）：	3.00	评价单位：
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2011.12.31	转让范围：
评价证书号：		推荐单位：	西安科技大学
推广形式：	无	成果登记号：	360-16-1U210882
成果简介：	煤矿瓦斯事故是煤矿安全的最大威胁之一，事故破坏性强，灾后可救援性差，严重制约着我国煤矿安全生产和煤炭经济的健康发展。预防瓦斯事故，关键在于准确、及时的瓦斯浓度监测与检测。因而先进、高精度的瓦斯传感技术成为煤矿安全技术研究领域的热点。　　压电薄膜基声表面波瓦斯传感技术能够及时、精确、方便的监测煤矿瓦斯分布，从而能够有效提高煤矿瓦斯监测能力，降低煤矿瓦斯事故发生率，减少人员伤亡与矿产资源损失。压电薄膜基声表面波瓦斯传感器，具有体积小、灵敏度高、工作稳定、生产成本低、易于集成化等独特优点，将有效提高煤矿瓦斯监测能力。　　在压电薄膜基微型传感器制备中，高压电性、高机械品质因数的压电薄膜是该类传感器制备的关键部分。压电薄膜的性能，直接决定了传感器的灵敏度和工作稳定性。锆钛酸铅（Pb（Zrx，Ti1-x）O3，即PZT）是一种性能出色的压电材料，其具有比ZnO和AlN薄膜更高的压电系数和机电耦合系数。但是，PZT材料的机械品质因数较小，尤其是PZT薄膜，其机械品质因数低则几十，高也只有几百，使得其谐振带宽过宽，机械损耗大，直接限制了它在谐振器和传感器等方面的应用，因而如何通过混合或掺杂对PZT改性，以获得高压电性和高机械品质因数的PZT基压电薄膜，成为研究的关键。　　本项目在硅基底上制备与表征三元系PMnN-PZT薄膜，系统研究了PMnN添加对PZT薄膜的晶体结构、铁电性、压电性、介电性和居里温度等性质的改性规律，并给出6%摩尔比的薄膜综合特性最优PMnN添加比例。在硅基底上成功制备出具有高压电性和良好铁电性的三元系0.06PMnN-0.94PZT（50/50）薄膜，并测试出薄膜的横向压电应力系数为 =-14.9C/㎡，该压电系数明显大于PZT（50/50）薄膜的横向压电系数。　　硅基底高压电PMnN-PZT（50/50）薄膜的成功制备，解决了压电薄膜基声表面波瓦斯传感器制备的关键问题，同时也对其他相关压电薄膜基微型器件制备具有普适应用价值。
联系人：		成果登记日期：	2016-12-20
联系人email：	tzhang@xust.edu.cn	单位代码：	96100492
邮政编码222：	710054	联系人电话：	029-83858046;15029808277
单位传真：	029-85587073	单位通讯地址：	陕西省西安市雁塔区雁塔路58号
单位所在省市：		单位电话：	029-85583114;85583051
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2016	知识产权形式：
成果完成人：	张涛;马宏伟;赵省贵;王素芳;庞华锋;李敏;梁付君;朱华泽;周亚洪	资源采集日期：	2017-02-20

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