濕度傳感材料被廣泛應(yīng)用于航空航天、工業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),以及人們的日常生活當(dāng)中。氧化鋅作為一種常用的濕敏材料,具有結(jié)晶性較好、易合成等優(yōu)點(diǎn),然而傳統(tǒng)的氧化鋅材料靈敏度較低、環(huán)境穩(wěn)定性不佳,在濕度傳感材料的應(yīng)用上受到了較大制約。基于此,利用電化學(xué)沉積的方式,將具有良好導(dǎo)電性和環(huán)境穩(wěn)定性的聚苯胺與氧化鋅復(fù)合,制備出一種氧化鋅/聚苯胺濕敏薄膜,并對(duì)這種傳感器的性能進(jìn)行了研究。主要工作如下:基于擴(kuò)散限制凝聚模型和分形理論,針對(duì)電化學(xué)沉積聚苯胺的工藝過(guò)程,對(duì)標(biāo)準(zhǔn)DLA(Diffusion-Limited Aggregation)模型進(jìn)行修改,進(jìn)行電沉積聚苯胺的過(guò)程模擬,得到了形貌不同的聚苯胺的電沉積參數(shù)。模擬結(jié)果表明電流密度對(duì)模擬形成的聚苯胺形貌影響較大。低電流密度下聚苯胺的生長(zhǎng)情況較為分散,具有較多的分支;高電流密度下聚苯胺的生長(zhǎng)情況較為致密,部分聚苯胺團(tuán)聚在一起形成了塊狀形貌。結(jié)合模擬結(jié)果提出了階段性電沉積聚苯胺的方法,為之后的工藝研究提供了理論依據(jù)。基于法拉第定律,采用階段性電沉積工藝對(duì)電沉積得到的聚苯胺形貌進(jìn)行優(yōu)化。通過(guò)改變電沉積過(guò)程中的電量大小、電鍍時(shí)間和電流密度,對(duì)聚苯胺的形貌進(jìn)行控制,最終...

【文章頁(yè)數(shù)】：59 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 傳感器
    1.2 濕敏傳感器概述
    1.3 導(dǎo)電聚苯胺研究應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.3.1 聚苯胺的結(jié)構(gòu)
        1.3.2 聚苯胺材料的合成方法
        1.3.3 濕敏傳感器用聚苯胺材料研究進(jìn)展
    1.4 氧化鋅材料概述
        1.4.1 氧化鋅材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 氧化鋅材料的合成方式
    1.5 本論文研究意義及主要內(nèi)容
        1.5.1 研究意義
        1.5.2 研究?jī)?nèi)容
2 基于分形理論的聚苯胺電沉積模擬
    2.1 分形動(dòng)力學(xué)生長(zhǎng)模型和模擬平臺(tái)的選擇
        2.1.1 電沉積聚苯胺模擬模型的選擇
        2.1.2 電沉積聚苯胺模擬平臺(tái)的選擇
    2.2 基于DLA模型的電沉積聚苯胺生長(zhǎng)模擬條件設(shè)置
        2.2.1 聚苯胺粒子的移動(dòng)范圍
        2.2.2 聚苯胺粒子的偏轉(zhuǎn)角度
        2.2.3 聚苯胺粒子的結(jié)合方式
    2.3 電沉積聚苯胺粒子分形維數(shù)
    2.4 電流密度對(duì)電沉積聚苯胺的影響
        2.4.1 基于電沉積過(guò)程的DLA模型的建立
        2.4.2 電沉積聚苯胺的模擬結(jié)果
    2.5 電沉積聚苯胺薄膜的階段生長(zhǎng)模擬
        2.5.1 階段性電沉積模擬參數(shù)
        2.5.2 階段性電沉積模擬結(jié)果及分析
    2.6 本章小結(jié)
3 氧化鋅/聚苯胺復(fù)合濕敏材料的電化學(xué)制備工藝研究
    3.1 氧化鋅/聚苯胺的電沉積制備流程
    3.2 電沉積制備聚苯胺薄膜工藝研究
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)
        3.2.2 三階段法制備聚苯胺薄膜的結(jié)構(gòu)形貌分析
        3.2.3 三階段法制備聚苯胺薄膜的電化學(xué)分析
    3.3 電沉積制備氧化鋅/聚苯胺復(fù)合濕敏薄膜工藝研究
        3.3.1 三階段法制備氧化鋅/聚苯胺復(fù)合濕敏薄膜的結(jié)構(gòu)形貌分析
        3.3.2 三階段法制備氧化鋅/聚苯胺復(fù)合濕敏材料的電化學(xué)分析
    3.4 電沉積氧化鋅過(guò)程對(duì)聚苯胺薄膜的影響
        3.4.1 電沉積氧化鋅過(guò)程對(duì)聚苯胺薄膜形貌影響
        3.4.2 電沉積氧化鋅過(guò)程對(duì)聚苯胺薄膜電化學(xué)性能的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 氧化鋅/聚苯胺薄膜濕敏傳感材料的性能研究
    4.1 氧化鋅/聚苯胺濕敏傳感材料的濕敏性能分析
        4.1.1 濕敏響應(yīng)分析
        4.1.2 響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間和靈敏度分析
    4.2 基于第一性原理的氧化鋅/聚苯胺復(fù)合薄膜吸附性能模擬
        4.2.1 氧化鋅吸附水分子過(guò)程的第一性原理模擬
        4.2.2 氧化鋅吸附水分子過(guò)程的態(tài)密度分析
    4.3 氧化鋅/聚苯胺濕敏材料傳感機(jī)理初探
        4.3.1 氧化鋅濕敏傳感機(jī)理分析
        4.3.2 氧化鋅/聚苯胺復(fù)合薄膜濕敏機(jī)理分析
    4.4 本章小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄



本文編號(hào)：3751070