應變式薄膜微傳感器的制備與性能表征的試驗研究.pdf

1、精密、超精密加工技術的不斷發(fā)展，要求切削力測量傳感器及系統(tǒng)微小化、高精度、高分辨率、高響應、實時性等。研制高精度、能適應惡劣環(huán)境測量壓力要求的薄膜電阻測力傳感器具有廣闊的應用前景和良好的社會效益。基于MEMS技術，在刀具內嵌入薄膜微傳感器用于測量切削力，可以直接反映刀具的工作情況，具有準確、有效、可靠性高等特點。
　　為研制出性能優(yōu)良適用于高溫等惡劣環(huán)境的切削力測量用合金薄膜傳感器，結合新型合金薄膜材料的基本性能，與離子束、磁控濺

2、射技術進行新型薄膜傳感器的設計與制作。本文在對薄膜傳感器的測力原理進行分析的基礎上，設計了一種嵌入刀具的薄膜測力傳感器，利用仿真軟件對其基本測量性能進行了仿真研究，并根據研究結果對傳感器進行了相應改進，結合成熟的物聯(lián)網技術實現其無線監(jiān)測。
　　利用壓阻與應變效應制作設計了一種新型 NiCr合金薄膜傳感器，分析了其測量原理，設計了多種薄膜傳感器制作方案，選擇硅片、載玻片、鈦合金、Ni80Cr20、氮化硅等材料進行傳感器的制作。對金屬

3、基底的加工方法進行了研究，并根據加工效果選擇了最佳的基底材料鈦合金。就本底真空度、起輝氣體流量、起輝氣體濺射壓強、設備濺射功率等因素進行了不同參數的單因素與正交試驗，測量試驗平均濺射速率等因素后，選定了一組最佳濺射工作參數用于制作薄膜傳感器。利用最佳制作工藝參數濺射制備了切削力測量用薄膜傳感器，測試分析了其各項性能，在此基礎上改進制備工藝，進行了靜力學與單向切削力采集試驗。
　　通過研究材料的基本性能，探討了應變式傳感器工作的基本