超高温环境下压力参数的原位测试在航空航天、环境能源、采矿冶金、生物医学等领域有着广泛的需求,尤其在先进发动机领域。譬如,高温恶劣环境下压力参数的原位测试与提取对提高涡轮发动机、冲压发动机及火箭发动机中燃烧室的燃烧效率,增强发动机可靠性、提高发动机稳定性控制效果和运行安全系数、延长寿命等具有重要的意义。蓝宝石（Sapphire）是一种单晶α-Al₂O₃,由于其具有高熔点（²040℃）,高硬度,良好的机械性能、热稳定性、电绝缘性、抗化学腐蚀及优异的光学特性等优点,成为了研制超高温环境下传感器的理想材料。利用蓝宝石材料进行高温压力传感器的研制对高温压力传感测试领域的发展具有重要的价值。本文从高温恶劣环境下压力参数的测试需求出发,立足于单晶蓝宝石材料,研制了两种适用于高温环境的蓝宝石压力传感器,无线无源蓝宝石高温压力传感器与全蓝宝石光纤珐珀高温压力传感器。针对传感器的结构设计及传感器制备中的关键技术进行了深入研究,主要研究内容包括:（1）蓝宝石高温压力传感器的结构与参数设计根据压力膜片敏感原理,结合不同的信号传输与提取方式,设计了一种LC谐振式的无线无源蓝宝石高温压力传感器和一种基于珐珀干涉结构的全蓝宝石光纤珐珀高温压力传感器。根据敏感膜片设计原则及不同的信号测试原理,对两种传感器的整体结构参数进行了理论设计与有限元仿真验证。（2）蓝宝石晶片键合关键技术研究开发了氧等离子体表面活化处理与高温退火相结合的蓝宝石晶片键合工艺,解决了蓝宝石高温压力传感器中气密腔制备的关键技术难题。分别针对蓝宝石直接键合技术和以非晶Al₂O₃薄膜作为中间层的蓝宝石间接键合技术进行了研究。首先分析验证了氧等离子体表面活化处理对蓝宝石预键合的影响,研究确定了最优的高温键合工艺条件,实现了直接键合与间接键合两种不同的蓝宝石键合结构。后续通过拉力实验及扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对两种蓝宝石键合结构的键合强度及界面质量进行了测试与对比分析,结果证明两种结构的键合界面均实现了原子级的结合,且键合强度超过了蓝宝石衬底的强度。通过结合等离子体活化处理接触角测试结果与键合界面的微观表征结果揭示了蓝宝石晶片键合的微观机理。最后通过气密性检漏实验、光学传输特性研究证明了键合界面的气密性、透光性能够满足传感器应用的需求。（3）蓝宝石高温压力传感器的工艺制备针对无线无源蓝宝石高温压力传感器,通过对蓝宝石刻蚀、蓝宝石减薄、直接键合等关键工艺的研究实现了蓝宝石密封压力腔的制备,利用丝网印刷工艺实现了电容极板、电感线圈与基底的金属化集成。针对全蓝宝石光纤珐珀高温压力传感器,通过对蓝宝石敏感膜片、蓝宝石刻蚀片、蓝宝石基座的三层结构直接键合工艺研究实现了全蓝宝石光纤珐珀高温压力传感器敏感头的制备。通过搭建高温-压力复合测试系统对制备的两种不同结构的蓝宝石压力传感器进行了高温环境下的性能测试。测试结果表明无线无源蓝宝石高温压力传感器能够实现600℃高温环境下20kPa⁶00kPa范围内的压力测试,600℃下传感器的灵敏度达到10.37kHz/kPa。与其它LC型高温压力传感器相比,本文首次提出的基于直接键合技术的无线无源LC蓝宝石高温压力传感器制作工艺简单,尺寸紧凑,灵敏度较高,有效避免了压力腔的变形和坍塌。此外,高温测试结果表明全蓝宝石光纤珐珀高温压力传感器在25℃⁹00℃温度范围内表现出良好的线性响应,900℃时传感器的灵敏度为3.035nm/kPa,达到了国内领先水平。本文所研制的两种蓝宝石高温压力传感器对高温环境下的压力测试具有突出的应用价值。