高温 压力传感器 基于氮化铝薄膜高温压力传感器应用于航天器的飞行控制

基于氮化铝薄膜高温压力传感器应用于航天器的飞行控制

随着航天技术的飞速发展，对航天器飞行控制系统的精确性和可靠性要求日益提高。其中，高温压力传感器作为航天器飞行控制系统中不可或缺的一部分，其性能的稳定性和精确性直接影响到航天器的安全性和任务的完成度。近年来，氮化铝（AlN）薄膜高温压力传感器因其独特的性能优势，逐渐成为航天器飞行控制领域的研究热点。本文将深入探讨氮化铝薄膜高温压力传感器在航天器飞行控制中的应用及其关键技术。

一、氮化铝薄膜高温压力传感器的工作原理与优势

氮化铝薄膜高温压力传感器基于压阻效应，通过测量薄膜电阻随压力变化的规律来实现压力的检测。氮化铝薄膜具有良好的高温稳定性、高热导率、高硬度以及良好的化学稳定性，能够在极端环境下保持稳定的性能。这使得氮化铝薄膜高温压力传感器在航天器飞行控制系统中具有显著的优势。

首先，氮化铝薄膜能够在高温环境下保持稳定的性能，这使得传感器能够在航天器发动机工作时的高温环境中正常工作，为飞行控制系统提供准确可靠的压力数据。其次，氮化铝薄膜的高热导率能够有效降低传感器内部的温度梯度，提高传感器的测量精度和稳定性。此外，氮化铝薄膜的高硬度和良好的化学稳定性使得传感器在恶劣的航天环境中具有较长的使用寿命。

二、氮化铝薄膜高温压力传感器在航天器飞行控制中的应用

在航天器飞行控制系统中，氮化铝薄膜高温压力传感器主要应用于发动机燃烧室、推进剂储箱以及气动面等关键部位的压力测量。通过实时监测这些关键部位的压力变化，飞行控制系统可以准确判断航天器的飞行状态，并进行相应的控制调整。

在发动机燃烧室中，氮化铝薄膜高温压力传感器能够实时监测燃烧室内的压力变化，为发动机控制系统提供准确的燃烧状态信息。通过对燃烧室压力的精确控制，可以确保发动机的稳定运行，提高航天器的推进效率。

在推进剂储箱中，氮化铝薄膜高温压力传感器可以实时监测储箱内的压力变化，确保推进剂的供应稳定可靠。通过对储箱压力的精确测量和控制，可以优化推进剂的利用效率，提高航天器的续航能力。

在气动面中，氮化铝薄膜高温压力传感器可以实时监测气动面所受的压力分布，为飞行控制系统提供气动特性的实时信息。通过对气动面压力的精确测量和分析，可以优化飞行控制策略，提高航天器的飞行性能和稳定性。

三、氮化铝薄膜高温压力传感器的关键技术与发展趋势

虽然氮化铝薄膜高温压力传感器在航天器飞行控制中具有显著的优势和广泛的应用前景，但其制备工艺和性能优化等方面仍存在一些挑战。未来，随着材料科学、微纳加工技术和传感器技术的不断发展，氮化铝薄膜高温压力传感器有望实现更高的测量精度、更长的使用寿命和更广泛的应用领域。

首先，通过优化氮化铝薄膜的制备工艺，可以进一步提高薄膜的质量和性能稳定性。例如，采用先进的物理气相沉积技术或化学气相沉积技术制备氮化铝薄膜，可以实现更高的薄膜纯度和更好的结晶质量。此外，通过优化薄膜的微观结构和表面形貌，可以进一步提高薄膜的压阻效应和测量精度。

其次，通过集成化和智能化设计，可以实现氮化铝薄膜高温压力传感器的多功能化和智能化。例如，将多个传感器集成在一个芯片上，可以实现多参数的同时测量和数据处理；通过引入微处理器和无线通信模块，可以实现传感器的远程监控和数据传输。这些技术的引入将进一步提高传感器的使用灵活性和便捷性。

最后，随着新材料和新技术的不断涌现，氮化铝薄膜高温压力传感器有望实现更广泛的应用领域。例如，将氮化铝薄膜高温压力传感器应用于深空探测、星际旅行等极端环境中的航天器上，将为这些任务的顺利完成提供重要的技术支持。此外，随着物联网和智能制造等技术的不断发展，氮化铝薄膜高温压力传感器有望在工业、医疗等领域得到更广泛的应用。

长沙市重大专项攻克关键技术，解决了耐高温压力传感器“卡脖子”技术问题

来源：长沙晚报网

“长沙市重大专项航空发动机用高性能压力传感器的开发及应用”项目验收现场。市科技局供图

长沙晚报掌上长沙6月22日讯（全媒体记者 徐运源）今日，长沙市科技局发布消息：为推进科技创新建设，提升科技专项资金使用绩效，近日，市科技局组织有关专家对中南大学和中国电子科技集团公司第四十八研究所联合承担的“长沙市重大专项航空发动机用高性能压力传感器的开发及应用”项目进行现场验收。专家组经质询和讨论后认为，该项目全面完成了规定的研究任务及考核指标，达到预期效果，一致同意通过验收。

记者了解到，该项目于2018年立项，立足长沙科技创新自立自强，依托中国电子科技集团公司第四十八研究所“传感器省国防重点实验室”和中南大学“高性能复杂制造国家重点实验室”，着力推进产学研协同创新，开展高性能压力传感器的研究与开发，打破美国公司封锁。

经过三年的科技攻关，项目组攻克了敏感电阻精准掺杂、SOI压敏芯片制造、无引线压力传感器封装等关键工艺和技术。研制出的高性能SOI压力传感器器件，在某型号航空发动机上进行了应用验证，性能达到国际先进水平，打破了国外高端压力传感器的封锁，解决了耐高温压力传感器的“卡脖子”技术问题，为更高温度压力传感器的研制奠定重要的理论和技术基础。

项目负责人李军辉教授介绍，项目取得创新的芯片设计、无引线封装新架构及其制备新工艺新技术等重大科技成果，将引发耐高温高性能传感器的设计原理和制造技术的技术革新。项目取得了显著的社会效益和经济效益，研究期内共申请专利8件（已授权5件），研制的芯片和器件应用到多个装备型号，累计销售收入达2000万元。

据介绍，近年来，市科技局立足科技自立自强，实施了一批重大科技专项，推动项目承担单位加快提升科技创新能力和支撑经济高质量发展。下一步，将持续增加高端传感器研发的投入，不断提升科研创新能力，在长沙转化高科技成果，打造高性能传感器国内创新高地。

本文来自【长沙晚报网】，仅代表作者观点。全国党媒信息公共平台提供信息发布及传播服务。

相关问答

[最佳回答]影响发动机工作的不仅仅是油路、电路、机械故障,还有油箱排气系统故障。不过外观也是发动机的错,所以发动机警示灯亮了。重点是。用检测仪检测时,主...

题意有点不清,猜的不错应该指的是工业上用的压力变送器,它的毛细管和膜盒里面确实有油状液体。其实有的压力表内部也有,而压力表的内部油状物质主要是防震或起...

[回答]车用传感器的安装位置,由于功用不同安装位置也不同。吉利帝豪传感器的位置如下:1、氧传感器:氧传感器装在排气管上,是用来监控燃烧后的气体来判断发...

[最佳回答]高温后无聊的原因:1.进气管漏气:进气管漏气会导致混合气过稀。解决方法:及时到修理厂或4S店检查原因,找出泄漏点,避免影响车辆使用。2.燃油压力...

1、氧传感器:当氧传感器故障时,ECU无法获取这些信息,就不知道喷射的汽油量是否正确,而不合适的油气空燃比会导致发动机功率降低,增加排放污染;2、轮速传感...

众所周知,一旦遇到明火,喷水系统就会发起,喷水管中的压力将不可避免地下降。因而,运用压力传感器检测喷水管中的水压可以反映喷水器是否发起。假设发起,加压...

[回答]进气压力传感器:一般安装在节气门边上,进气压力传感器顾名思义就是随着发动机不同的转速负荷,感应一系列的电阻和压力变化,转换成电压信号,供ECU修...

是应变式压力传感器非常最重要的一个参数,灵敏度是压力传感器的输出信号系数,单位为mV/V,常见的有1mV/V,2mV/V,压力传感器的满量程输出=工作电压*灵敏度,例...

你好,力的单位是牛顿,但是冲击力只是直觉描述,由于物体形状差异很大,冲击力在现实中表达很不确切,常用衡量冲击的是压强P以及压强的变化量,单位帕斯卡。谢谢...

工作原理:工业上,把常温常压下呈气态的产品统称为气体产品,包括氢、氧、氮、氦、氖、氪、氩、氙、氯、一氧化碳等。每种气体的压力测量,根据气体的性质不同,...