航天航空等领域通常涉及了高温、高压、高负荷、酸碱腐蚀等恶劣工作环境,因此如何能精确、瞬时地对此种极端环境进行温度监测一直是困扰科学界的难题。有线有源温度传感器因其具有有线、有源的弊端,在高温下工作极易失效,同时航空航天这种特殊的应用背景对传感器材料提出了非常高的要求。因此,研究开发一种新型材料的无线无源温度传感器在高温领域具有巨大的科学意义和应用价值。聚合物先驱体陶瓷(Polymer Derived Ceramics,PDC)作为一种新型的陶瓷材料,不仅具有优秀的高温稳定性、抗氧化/腐蚀、高的抗蠕变性、高温半导体特性、良好的压阻特性等优点,而且制备工艺简单、价格低廉。其中,在PDC-SiCN三元体系发展出的PDC-SiBCN四元体系的高温稳定性得到了较大提升,且在高温下介电常数与温度呈正相关,因此是应用于高温极端环境传感器材料的最佳选择。本文以PDC-SiBCN陶瓷作为传感器内部温敏介质材料、以Pt作为外表层金属谐振腔所形成的谐振器,是基于PDC-SiBCN陶瓷的介温特性,也就是随环境温度的变化,介电常数的变化会导致谐振频率发生相应的变化,通过建立陶瓷的介电常数与环境温度的变化关系就可以获取传感器的谐振频率与温度的变化关系。以聚硼硅氮烷(Polyborosilazane,PBSZ)为先驱体原料,按交联、球磨、压片、热解等这几个工艺步骤制备出PDC-SiBCN陶瓷。实验使用XRD、SEM、EPR、Raman等方法分析表征PDC-SiBCN陶瓷的形貌组成与结构性能。电学性能测试分析表明,PDC-SiBCN陶瓷的电导率随测试温度的升高而单调增加,且1000℃热解、800℃氧化12小时的PDC-SiBCN陶瓷在12～14GHz频率范围内的平均介电常数为2.9483,平均介电损耗为0.0062。使用HFSS高频结构仿真模拟软件,研究分析谐振器的半径和高度、缝隙天线的尺寸和位置等结构参数对传感器性能(谐振频率与品质因子)的影响,并对传感器结构参数进行优化。根据优化后的参数,以PDC-SiBCN陶瓷为传感器温敏介质材料,制备出性能优异的无线无源温度传感器。研究了热氧化处理、热解温度、半径对传感器性能的影响,并对传感器在升温过程中的循环稳定性与无线传输距离进行测试与分析。研究发现,传感器的谐振频率与温度呈负相关,而PDC-SiBCN陶瓷的介电常数与温度呈正相关;热氧化处理能显著提升传感器的高温测试性能,提高有效测试温度;以热解温度1000℃、1100℃、1200℃的PDC-SiBCN陶瓷为温敏介质时,传感器的最高测试温度分别达到1100℃、900℃、800℃,并且在同一测试温度下热解温度越高,传感器的谐振频率就会越低;同一测试温度下,传感器的谐振频率随半径的增加而减小;传感器具有良好的循环稳定性能,在室温下实际无线传输距离达到42mm,当测试温度为1100℃时传输距离可达8mm。