發(fā)布時間：2022-08-12 11:43

　　柔性薄膜傳感器是當前傳感器研究領域的熱點,近幾年,用于彎曲、溫度、壓力監(jiān)測的眾多傳感技術已經(jīng)取得了喜人的成績,但開發(fā)低成本、制備簡單、污染小、可批量大面積制備的薄膜傳感器仍存在許多技術難題。碳系復合導電漿料（樹脂中復合石墨、導電炭黑、碳納米管和石墨烯等）是柔性薄膜傳感器最常用的敏感功能層核心材料,具有彈性大、應變大、測量范圍較大及低成本的優(yōu)勢。本研究采用碳系復合漿料制備了三類柔性薄膜傳感器,即薄膜彎曲傳感器、薄膜壓力傳感器和薄膜溫度傳感器。對薄膜彎曲/壓力/溫度傳感器分別進行了研究。本論文主要完成以下幾方面的工作:一、薄膜彎曲傳感器的制備及其性能研究本研究得出PI薄膜基材的最優(yōu)低溫等離子體處理時間為25 s。以薄膜彎曲傳感器為研究對象,結合碳系導電顆粒,制備了彎敏復合漿料,并通過在Ag電極上絲印彎敏復合漿料制備出彎敏功能層和薄膜彎曲傳感器。研究得出,當研磨次數(shù)為3次,烘干溫度為100℃,分散劑為EFKA-4310分散劑時,所制備的彎敏功能層性能最優(yōu)。采用該彎敏功能層制備出的薄膜彎曲傳感器在0~90°彎曲角度范圍內(nèi),線性度為0.9847,且具有較好的重復性、較短的響應時間。二、薄膜壓力傳... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 傳感器簡介
        1.1.1 印刷電子技術與傳統(tǒng)器件制備技術的比較
        1.1.2 印刷電子技術在傳感器中的應用
    1.2 可印制復合材料的分類及應用
        1.2.1 可印制復合材料的分類
        1.2.2 可印制復合材料在傳感器中的應用
    1.3 可印制復合材料的傳感機理研究
        1.3.1 基于微結構傳感的可印制復合材料及印刷電子集成
        1.3.2 基于滲透理論的可印制復合材料分析
    1.4 本論文主要的研究內(nèi)容及意義
2 薄膜彎曲傳感器的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑與儀器
        2.2.2 彎敏復合漿料制備
        2.2.3 薄膜彎曲傳感器工作原理及制備步驟
    2.3 薄膜彎曲傳感器制備條件優(yōu)化
        2.3.1 三輥研磨次數(shù)對彎敏功能層導電性的影響
        2.3.2 烘干溫度對彎敏功能層導電性的影響
        2.3.3 不同分散劑制備的彎敏功能層之彎敏特性
        2.3.4 薄膜彎曲傳感器中彎敏功能層附著力測量
    2.4 薄膜彎曲傳感器的傳感性能研究
        2.4.1 薄膜彎曲傳感器的線性度
        2.4.2 薄膜彎曲傳感器的重復性
        2.4.3 薄膜彎曲傳感器的響應時間
    2.5 本章小結
3 薄膜壓力傳感器的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 絲印Ag電極的制備及性能分析
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 聚酰亞胺薄膜印前處理
        3.2.4 絲網(wǎng)印刷制備Ag電極
        3.2.5 燒結溫度對Ag電極方阻的影響
        3.2.6 絲印Ag電極抗彎折性能測試
    3.3 壓敏復合功能層的制備
        3.3.1 實驗試劑與實驗儀器
        3.3.2 壓敏復合功能層的制備
    3.4 薄膜壓力傳感器的制備
    3.5 薄膜壓力傳感器的性能測試
        3.5.1 薄膜壓力傳感器的靈敏度
        3.5.2 薄膜壓力傳感器的遲滯性
        3.5.3 薄膜壓力傳感器的穩(wěn)定性和重復性
    3.6 本章小結
4 薄膜溫度傳感器的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 絲網(wǎng)印刷制備柔性叉指Ag電極
        4.2.1 實驗試劑與實驗儀器
        4.2.2 叉指Ag電極制備
        4.2.3 不同燒結溫度對叉指Ag電極的影響
        4.2.4 叉指Ag電極的附著力測試
    4.3 薄膜溫度傳感器制備
        4.3.1 實驗試劑與實驗儀器
        4.3.2 溫敏復合漿料制備
        4.3.3 采用旋涂技術集成薄膜溫度傳感器
    4.4 薄膜溫度傳感器性能分析
        4.4.1 利用臺階儀測量傳感器的溫敏復合功能層厚度
        4.4.2 傳感器的溫敏復合功能層附著力測試
        4.4.3 溫敏復合功能層的鉛筆硬度測試
        4.4.4 薄膜溫度傳感器的線性度
        4.4.5 薄膜溫度傳感器的電阻溫度系數(shù)測試
        4.4.6 薄膜溫度傳感器的響應時間
        4.4.7 薄膜溫度傳感器的遲滯特性
        4.4.8 薄膜溫度傳感器的伏安特性
    4.5 本章小結
5 結論
    5.1 工作結果及結論
        5.1.1 薄膜彎曲傳感器成果與結論
        5.1.2 薄膜壓力傳感器成果與結論
        5.1.3 薄膜溫度傳感器成果與結論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 工作展望
參考文獻
作者攻讀學位期間取得的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3675815