航空發(fā)動機(jī)作為飛機(jī)的心臟,需要使用壓力傳感器來測量發(fā)動機(jī)燃燒室在啟動、停止、不穩(wěn)定燃燒期間的各種瞬變壓強(qiáng),從而掌握燃燒室壓強(qiáng)變化規(guī)律,為設(shè)計和評價發(fā)動機(jī)提供依據(jù)。能夠在高溫下無故障地工作的高溫壓電材料對航空發(fā)動機(jī)的設(shè)計具有重要意義。
近年來,四方晶系的硅酸鋁鈣(Ca2Al2SiO7)由于具有優(yōu)良的壓電性能,在其熔點(diǎn)(1 600 ℃)以下無相變、無熱釋電效應(yīng)、低廉的成本以及較高對稱性等優(yōu)點(diǎn)引起了這一領(lǐng)域人員的廣泛關(guān)注。中國電科26所通過單晶爐設(shè)備優(yōu)化,生長工藝調(diào)整等手段成功研發(fā)出尺寸35 mm×45 mm×70 mm的高質(zhì)量硅酸鋁鈣壓電晶體。通過測試,其壓電常數(shù)d14=6.7 pC/N,在650 ℃內(nèi)變化率小于2.4×10-4/℃;機(jī)電耦合系數(shù)K14=11.5%,在650 ℃內(nèi)變化率小于3.2×10-5/℃,展現(xiàn)了良好的溫度穩(wěn)定性。電阻率ρ11和ρ33在700 ℃時分別為3×107Ω·cm和2×108Ω·cm,表明了其在高溫(>650 ℃)壓力傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。
此外,除用在航空發(fā)動機(jī)外,其還可用于宇宙探測,油井勘探、核電、汽車發(fā)動機(jī)等領(lǐng)域。