濕度與我們的生活密不可分,濕度傳感器作為檢測裝置在人們生產(chǎn)生活中發(fā)揮重要作用。目前對于濕度傳感器性能的改善主要是通過敏感材料。石墨相氮化碳是一種新型的高分子有機(jī)材料,自問世以來因其獨特的電子結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能引起廣泛的關(guān)注。論文以碳酸胍作為前驅(qū)體,通過熱分解方法在載玻片在制備氮化碳濕度敏感薄膜。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射、X射線光電子能譜、傅里葉變換紅外光譜等手段對薄膜的感濕機(jī)理進(jìn)行分析,結(jié)果表明制備氮化碳薄膜沿厚度方向分布不均勻,與襯底側(cè)相比,生長側(cè)方向的薄膜層間距大、氮缺陷含量多,吸收水分子多。當(dāng)濕度變化時正是這種不對稱性使氮化碳薄膜具有濕形變的特點。本文探討焙燒溫度、升溫速率及加熱時間等因素對氮化碳薄膜濕敏特性的影響,通過對不同制備條件氮化碳薄膜的形貌和組成成分的表征分析證明升高焙燒溫度、延長加熱時間、降低升溫速率均有利于氮化碳薄膜生長,但同時也會使薄膜中氮缺陷含量減少,吸濕能力下降。論文基于氮化碳薄膜吸濕形變的特點,將其與應(yīng)變片結(jié)合制成濕敏元件并進(jìn)行濕敏特性測試,結(jié)果表明該濕敏元件具有重復(fù)性好、靈敏度高、濕滯小等優(yōu)點。通過對不同制備條件下氮化碳薄膜的性能進(jìn)行綜合考察確定在本實... 

【文章來源】：黑龍江大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 論文的研究目的及意義
    1.2 濕度及濕度傳感器簡介
        1.2.1 濕度的概念
        1.2.2 濕度傳感器概述
    1.3 高分子濕敏材料
        1.3.1 高分子濕敏材料的分類
        1.3.2 高分子濕敏材料研究現(xiàn)狀
    1.4 氮化碳材料概述
        1.4.1 氮化碳材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)
        1.4.2 氮化碳濕敏薄膜的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.5 論文研究的主要內(nèi)容
第2章 氮化碳薄膜的制備與表征
    2.1 氮化碳薄膜的合成機(jī)理
    2.2 氮化碳薄膜的制備
        2.2.1 主要實驗試劑和儀器
        2.2.2 載玻片的處理
        2.2.3 焙燒碳酸胍粉末
    2.3 不同焙燒溫度制備氮化碳薄膜材料的表征
        2.3.1 X射線衍射(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 傅立葉變換紅外光譜(FTIR)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 氮化碳濕度驅(qū)動薄膜的制備與機(jī)理分析
    3.1 氮化碳濕度驅(qū)動薄膜的制備
        3.1.1 氮化碳薄膜制備步驟
        3.1.2 實驗主要現(xiàn)象
    3.2 氮化碳薄膜的濕度響應(yīng)測試
    3.3 氮化碳薄膜的感濕機(jī)理
        3.3.1 氮化碳薄膜表征
        3.3.2 氮化碳濕度驅(qū)動薄膜機(jī)理
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不對稱結(jié)構(gòu)氮化碳濕敏薄膜性能優(yōu)化
    4.1 升溫速率對氮化碳薄膜性能的影響
        4.1.1 不同升溫速率制備薄膜的表征分析
        4.1.2 不同升溫速率制備薄膜的濕度響應(yīng)測試
    4.2 加熱時間對氮化碳薄膜性能的影響
        4.2.1 不同加熱時間制備氮化碳薄膜材料表征分析
        4.2.2 不同加熱時間制備薄膜的濕度響應(yīng)測試
    4.3 本章小結(jié)
第5章 氮化碳薄膜濕敏元件研究
    5.1 氮化碳薄膜濕敏元件的工作原理
    5.2 濕敏元件的制作與測試平臺搭建
        5.2.1 氮化碳濕敏元件制備
        5.2.2 濕度測試裝置與測試內(nèi)容
    5.3 測試結(jié)果分析
        5.3.1 濕敏元件靜態(tài)特性分析
        5.3.2 濕敏元件的動態(tài)特性分析
        5.3.3 濕敏元件濕滯特性分析
    5.4 濕敏元件感濕機(jī)理分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]降低高分子電容式濕敏元件濕滯的實驗研究[J]. 鄭麗,金建東,司良有,王成楊,張鵬,王亞彬.  傳感器與微系統(tǒng). 2015(06)
[3]簡易式濕度檢測顯示器設(shè)計[J]. 李良.  內(nèi)蒙古廣播與電視技術(shù). 2014(02)
[4]聚酰亞胺濕敏電容的制備與性能研究[J]. 許梅芳,虞鑫海,吳一奇,王劍平,吉淳.  化學(xué)與黏合. 2013(01)
[5]g-C3N4及改性g-C3N4的光催化研究進(jìn)展[J]. 馮西平,張宏,杭祖圣.  功能材料與器件學(xué)報. 2012(03)
[6]電阻應(yīng)變片的選用[J]. 康魯杰,楊繼紅.  衡器. 2004(06)
[7]室溫下納米多孔氧化鋁濕度傳感器的研究[J]. 張會銳,張輝,楊青,張年生,楊德仁.  浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2004(04)
[8]世界傳感器新技術(shù)應(yīng)用與展望[J]. 于凌宇.  世界電子元器件. 1999(02)
[9]智能空氣濕度測量中的數(shù)學(xué)模型[J]. 李雋智.  電子測量技術(shù). 1993(03)

博士論文
[1]高分子及其復(fù)合濕敏、氣敏材料的設(shè)計、制備和敏感特性[D]. 陳友汜.浙江大學(xué) 2007



本文編號：3234619