[发明专利]SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器及其制备方法

权利要求书

1.SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器，其特征在于设有非晶态SiCN陶瓷压力片、非晶态SiCN陶瓷环片、非晶态SiCN陶瓷底座、贴片天线、耦合槽天线和空气谐振腔；

所述非晶态SiCN陶瓷压力片、非晶态SiCN陶瓷底座表面和非晶态SiCN陶瓷环片内表面涂有金属层，金属层形成谐振腔，贴片天线设在非晶态SiCN陶瓷压力片顶部，耦合槽天线设在谐振腔上表面，谐振腔通过耦合槽天线与贴片天线耦合，贴片天线与共面波导线耦合。

2.如权利要求1所述SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器，其特征在于所述圆柱形非晶态SiCN陶瓷传感元件的直径为10～16mm，厚度为2～5mm。

3.如权利要求1所述SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器，其特征在于所述金属层采用耐高温金属层，所述耐高温金属层的材料熔点大于1000℃，所述耐高温金属层的厚度为20～50μm。

4.如权利要求1～3所述SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)制备圆柱形非晶态SiCN陶瓷传感元件

(1)制备SiCN陶瓷素坯：

a.将先驱体聚硅氮烷与光引发剂混合后，放入模具中进行紫外预交联，得到淡黄色SiCN陶瓷素坯；或

b.将先驱体聚硅氮烷进行热交联，使其由液态的聚硅氮烷变为淡黄色固态的聚硅氮烷，球磨成粉末并经过压制、等静压得到SiCN陶瓷素坯；或

c.将先驱体聚硅氮烷与光引发剂混合后，进行紫外交联，球磨成粉末后，经过压制、等静压得到SiCN陶瓷素坯；

(2)将SiCN陶瓷素坯在惰性气体保护下热解，再退火处理后，得到非晶态SiCN陶瓷传感元件；

2)对非晶态SiCN陶瓷传感元件进行处理，使其表面光滑且尺寸达到规定要求；

3)在非晶态SiCN陶瓷压力片底座耦合槽天线位置处，贴上与耦合槽尺寸一致的聚酰亚胺胶带后，涂上金属浆料构成耦合槽天线，在非晶态SiCN陶瓷压力片的顶部贴片天线位置处，用聚酰亚胺胶带保护后，涂上金属浆料构成贴片天线；在非晶态SiCN陶瓷底座上表面涂上金属层浆料；在非晶态SiCN陶瓷环片内表面涂上金属层浆料，非晶态SiCN陶瓷压力片、非晶态SiCN陶瓷底座和非晶态SiCN陶瓷环片共同形成了谐振腔；然后再除掉聚酰亚胺胶带，即得到有耦合槽天线、贴片天线的谐振腔；

4)完成金属浆料的金属化，并选用合适的粘结剂完成三个部分的粘结，最终得到非晶态SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器。

5.如权利要求4所述SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器的制备方法，其特征在于在步骤1)第(1)部分的a中，所述光引发剂为I819光引发剂；所述先驱体聚硅氮烷与I819光引发剂的混合比例，按质量比可为1︰(0.005～0.1)；所述模具为聚二甲基硅氧烷模具，模具的直径可为10～18mm，模具的高度可为3～6mm；所述紫外交联的条件可为：紫外灯光照射下直接交联，紫外灯的功率为250W，紫外光的中心波长为326nm，紫外交联的时间可为0.25～2h。

6.如权利要求4所述SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器的制备方法，其特征在于在步骤1)第(1)部分的b中，所述热交联的温度为80～450℃，热交联的时间为0.5～4.5h；所述粉末的粒径可为0.1～2μm；所述压制成型的压力可为4～6MPa，保压时间可为2min；所述等静压的压力可为20～25MPa，保压时间可为0.5h。

7.如权利要求4所述SiCN陶瓷无线无源谐振腔式压力传感器的制备方法，其特征在于在步骤1)第(2)部分中，所述惰性气体采用氮气或氩气；所述热解的温度可为800～1000℃，热解的时间可为1～8h；所述退火处理的温度可为1000～1500℃，退火处理的时间可为1～8h；所制得的非晶态SiCN陶瓷传感元件的密度为1.90～2.25g/cm3。