在過(guò)去的幾十年里,以人類(lèi)皮膚為靈感的柔性電子因其在健康監(jiān)測(cè)和診斷、機(jī)器人和假肢方面的潛在應(yīng)用前景而引起了廣泛的研究關(guān)注。柔性壓力傳感器是目前柔性電子發(fā)展的重要方向,其具有機(jī)理簡(jiǎn)單、成本低、易于信號(hào)采集和轉(zhuǎn)換的優(yōu)點(diǎn);液態(tài)金屬是一種在保持高導(dǎo)電性的同時(shí)又能變形的材料,克服了傳統(tǒng)固體材料所引起的皺紋和斷裂失效。柔性壓力傳感器必須滿(mǎn)足在變形時(shí)仍可以工作,所以基于液態(tài)金屬的柔性壓力傳感器有很大應(yīng)用前景和發(fā)展空間。柔性壓力傳感器的主要的性能衡量指標(biāo)是靈敏度、測(cè)力范圍和響應(yīng)時(shí)間等,已經(jīng)證明微結(jié)構(gòu)是提升性能的主要手段,使用低成本高效技術(shù)制造的觸覺(jué)傳感器對(duì)于智能機(jī)器人技術(shù)和實(shí)時(shí)健康監(jiān)控至關(guān)重要。然而,諸如光刻和表面模板法的常規(guī)方法受到效率低和重復(fù)性低的限制。因此,這項(xiàng)研究制備了一種高靈敏的電容式壓力傳感器,該傳感器使用并行飛秒激光寫(xiě)入技術(shù),并輔以化學(xué)蝕刻來(lái)制備微結(jié)構(gòu)。與光刻相比,該技術(shù)快速高效;與表面模板法相比,其可重復(fù)性高,且可定制化結(jié)構(gòu)。此外,傳統(tǒng)的可拉伸壓力傳感器無(wú)法區(qū)分面外壓力和面內(nèi)拉伸,因?yàn)槠渥兓瘷C(jī)理是一樣的,這就面臨一個(gè)缺陷:當(dāng)傳感器處于拉伸狀態(tài)時(shí),其不能準(zhǔn)確測(cè)量靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力響應(yīng),存在嚴(yán)重... 

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 柔性壓力傳感器研究進(jìn)展
        1.2.1 柔性壓力傳感器簡(jiǎn)介及分類(lèi)
        1.2.2 柔性壓力傳感器的材料設(shè)計(jì)
        1.2.3 柔性壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        1.2.4 柔性壓力傳感器的性能設(shè)計(jì)
    1.3 液態(tài)金屬及其性質(zhì)
        1.3.1 液態(tài)金屬的組成及性質(zhì)
        1.3.2 液態(tài)金屬的圖案化
    1.4 液態(tài)金屬在壓力傳感器中的應(yīng)用
        1.4.1 液態(tài)金屬作為電極層
        1.4.2 液態(tài)金屬作為傳感層
    1.5 本文研究目的和意義
    1.6 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與分析測(cè)試方法
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 材料形貌表征方法
        2.3.1 掃描電子顯微鏡
        2.3.2 臺(tái)階儀
    2.4 柔性壓力傳感器的分析方法
        2.4.1 有限元分析軟件Abaqus簡(jiǎn)介
        2.4.2 有限元模擬方法
    2.5 柔性壓力傳感器的測(cè)試方法
        2.5.1 靈敏度測(cè)試
        2.5.2 響應(yīng)時(shí)間測(cè)試
        2.5.3 疲勞性測(cè)試
    2.6 本章小結(jié)
第3章 微拱形壓力傳感器
    3.1 引言
    3.2 微拱形壓力傳感器的機(jī)理分析
    3.3 微拱形壓力傳感器的制備與表征
        3.3.1 介電層微結(jié)構(gòu)的制備與表征
        3.3.2 電極制備以及器件封裝
    3.4 器件基本性能測(cè)試
    3.5 應(yīng)用測(cè)試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 對(duì)拉伸不敏感的壓力傳感器
    4.1 引言
    4.2 對(duì)拉伸不敏感的壓力傳感器的機(jī)理分析
    4.3 對(duì)拉伸不敏感的壓力傳感器的制備與表征
        4.3.1 壓力敏感層的制備與表征
        4.3.2 拉伸電極的制備
        4.3.3 對(duì)拉伸不敏感的壓力傳感器的組裝
    4.4 器件基本性能測(cè)試
    4.5 應(yīng)用測(cè)試
    4.6 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
指導(dǎo)教師對(duì)研究生學(xué)位論文的學(xué)術(shù)評(píng)語(yǔ)
答辯委員會(huì)名單
答辯委員會(huì)決議書(shū)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號(hào)：3712007