Projekti / Programi
Miniaturni keramični senzorji tlaka za nizke tlake
Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
2.09.06 |
Tehnika |
Elektronske komponente in tehnologije |
Karakterizacija elektronskih komponent in materialov |
Koda |
Veda |
Področje |
T171 |
Tehnološke vede |
Mikroelektronika |
T150 |
Tehnološke vede |
Tehnologija materialov |
P180 |
Naravoslovno-matematične vede |
Meroslovje, fizikalna instrumentacija |
LTCC tehnologija, debeloplastna tehnologija, keramični senzor tlaka, nizko tlačno področje, piezoelektrični senzor, debeloplastni piezouporovni senzor, kapacitivni senzor, piezokeremične debele plasti
Raziskovalci (8)
št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacij |
1. |
08346 |
Darko Belavič |
Elektronske komponente in tehnologije |
Raziskovalec |
2007 - 2010 |
671 |
2. |
06423 |
dr. Janez Holc |
Materiali |
Raziskovalec |
2007 - 2010 |
862 |
3. |
03219 |
dr. Marko Hrovat |
Materiali |
Raziskovalec |
2007 - 2010 |
712 |
4. |
19391 |
Mitja Jerlah |
|
Tehnični sodelavec |
2007 - 2010 |
112 |
5. |
02627 |
dr. Marija Kosec |
Elektronske komponente in tehnologije |
Raziskovalec |
2007 - 2010 |
1.494 |
6. |
02572 |
Srečo Maček |
|
Tehnični sodelavec |
2007 - 2010 |
144 |
7. |
04378 |
dr. Marina Santo Zarnik |
Elektronske komponente in tehnologije |
Vodja |
2007 - 2010 |
374 |
8. |
26468 |
dr. Hana Uršič Nemevšek |
Elektronske komponente in tehnologije |
Mladi raziskovalec |
2007 - 2010 |
579 |
Organizacije (2)
Povzetek
Projekt »Miniaturni keramični senzorji nizkih tlakov« je interdisciplinarna aplikativna raziskava s področja senzorike, keramičnih tehnologij in materialov z nizko temperaturo žganja (Low Temperature Cofired Ceramic - LTCC), debeloplastne tehnologije ter procesiranja in uporabe piezokeramičnih debelih plasti, katere cilj je raziskati tehnološke zmožnosti za izdelavo keramičnih elektro-mehanskih senzorskih struktur s čim manjšimi dimenzijami. Gre za izredno kompleksen raziskovalni problem, ki zahteva poznavanje senzorskih principov, tehnoloških možnosti in materialov ter konstrukcijskih rešitev. Izhajajoč iz predhodnih dosežkov raziskovalne skupine bodo aktivnosti usmerjene v študij tehnoloških možnosti za izdelavo senzorjev tlaka, ki delujejo na treh različnih senzorskih principih: piezouporovni, kapacitivni in piezoelektrični senzorji. V vseh teh primerih je osnovna konstrukcija keramična kapsula s tanko membrano na kateri so s postopki debeloplastne tehnologije izdelani ustrezni senzorski elementi. Nenehen razvoj tehnologij in materialov predvsem postopkov za 3D oblikovanje keramičnih struktur odpira nove možnosti za izdelavo senzorjev tlaka z visoko tlačno občutljivostjo, ki bi lahko bili uporabni tudi pri nizkih tlakih. Za rezultate raziskave je zainteresirano podjetje HYB d.o.o., ki je renomiran proizvajalec senzorjev tlaka.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave opravljene v sklopu projekta so omogočile odkrivanje novih spoznanj o procesiranju in lastnostih keramičnih materialov z nizko temperaturo žganja (LTCC) ter prispevale k razvoju novih tehnoloških postopkov za oblikovanje tridimenzionalnih senzorskih struktur. Gre za nekonvencionalno uporabo relativno nove tehnologije in materialov, ki ob uporabi komercialnih in tudi nekaj doma razvitih debeloplastnih materialov (rezultati raziskav na vzporednih projektih) omogoča izdelavo keramičnih senzorjev tlaka, ki so zelo zanimivi za industrijsko proizvodnjo. V ta namen je bilo potrebno spoznati in ovrednotiti tudi materialne parametre in lastnosti funkcijskih debelih plasti uporabljenih za izdelavo senzorskih elementov, kar je ravno tako pomemben doprinos projekta k razvoju znanosti.
Pomemben prispevek k razvoju znanosti je tudi v tem, da projekt povezuje nove tehnološke zmožnosti z uporabo komercialnih LTCC in debeloplastnih materialov s senzorskimi principi in analizira vpliv tehnoloških rešitev na doseganje želenih senzorskih karakteristik. Eksperimentalne in numerične analize so potrdile ustreznost nove tehnologije (in izbranih materialov) in predlaganih konstrukcijskih rešitev za izvedbo keramičnih senzorjev za nižje tlake. Nakazane so tudi možnosti obvladovanja ključnih tehnoloških problemov za bodoče raziskovalno-razvojne projekte na področju uporabe LTCC tehnologij in materialov. Doseženi rezultati, so vsekakor pomembni za bodoče raziskave na področju oblikovanja in uporabe LTCC materialov in tudi na področju senzorike – predvsem kot atraktivna izvedba senzorjev za uporabo v specialnih pogojih okolice. Vsi ti dosežki so zelo zanimivi za različne aplikacije v praksi in kot taki pozitivno vplivajo za razvoj aplikativnega raziskovanja na področju keramičnih materialov in tehnologij in keramičnih mikro-elektromehanskih sistemov.
Pomen za razvoj Slovenije
Na projektu pridobljeno znanje in razviti novi tehnološki postopki 3D oblikovanja LTCC struktur z funkcijskimi debelimi plastmi predstavljajo solidno osnovo za izdelavo senzorskih struktur in prenos tehnologije v proizvodnjo. Doseženi rezultati so omogočili uporabniku (sofinancerju HYB d.o.o.) začetek novega razvojnega-investicijskega programa za razvoj nove generacije lastnih keramičnih senzorjev in potencialno razširitev proizvodnega programa z lastnimi prepoznavnimi izdelki na svetovnem trgu. S tem pa lahko posredno pripomorejo k boljšem regionalnem razvoju manj razvitih področij v Republiki Sloveniji. Tako so dosežki na področju keramičnih senzorjev tlaka prispevali tudi k dobri oceni novega Razvojnega centra v Sloveniji, IN.MEDICAL, ki v enem od štirih razvojnih programov predvideva nadaljnji razvoj novih produktov, ki temeljijo na rezultatih projekta L2-9583. Dosežki projektne skupine na tem področju so v veliki meri pripomogli tudi k uspešni pripravi enega od šestih projektov centra odličnosti NAMASTE, Napredni nekovinski materiali s tehnologijami prihodnosti, ki je na razpisu MVZT sprejet v financiranje, kot eda od najbolje ocenjenih prijav.
Nenazadnje uspešna realizacija projekta odpira tudi nove možnosti za sodelovanja raziskovalne skupine in industrijskega partnerja v raziskavah doma in v evropskem prostoru ter s tem nadaljnje poglabljanje znanja in afirmacijo slovenskih raziskovalnih dosežkov. Tako npr. obvladovanje tehnologije izdelave 3D LTCC struktur, numerični modeli in analize npr. temperaturnih razmer v strukturi senzorja in drugi rezultati tega projekta, ne podstavljajo le koristno osnovo za projekte industrijskega partnerja in nadaljnje delo raziskovalne skupine na področju keramičnih mikro-elektromehanskih sistemov ampak so pomembni tudi za vključitev skupine v nove raziskave na sorodnih področjih.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2008,
2009,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si