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高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨
时间:2013-09-02 浏览次数:813次 无忧论文网
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【中文题名】 高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨 【英文题名】 Polymer Resistive Thin Film Humidity Sensor--Investigation on Device Construction、Aging Mechanism and Humidity Sensing Mechanism 【中文摘要】 本文以聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)、苯乙烯—马来酸酐共聚物钠盐(Na-SMA)等为湿敏材料,在小型叉指金电极上成膜,制备了高分子电阻型薄膜湿敏元件。 研究了湿敏材料对元件响应特性的影响,发现Na-SMA具有响应快,湿滞小的特点,其与NaPSS以一定比例复合,可制得灵敏度高、湿滞小、感湿范围宽的湿敏元件。研究不同保护层材料对元件响应的影响,发现选择适宜的保护层材料可提高元件的高湿稳定性。讨论了溶液组成,浸渍时间等元件制备工艺参数对响应特性的影响。 发现电极结构对于元件响应特性有一定影响。采用多孔结构基片材料有利于降低元件阻 【英文摘要】 Thin film resistive-type polymer humidity sensors have been prepared on small interdigital gold electrodes, using sodium polystyrenesulfonate (NàPSS) and sodium salt of hydrated poly(styrene-alt-maleic anhydride) (Na-SMA) as sensing materials. The effect of sensing materials on humidity response of sensors has been investigated. Humidity sensor based on Na-SAM exhibits fast response and small hysteresis, and sensors with high sensitivity, small hysteresis and wide sensing range can be prepared using 【论文级别】 硕士 【学科专业名称】 高分子化学与物理 【论文提交日期】 2002-01-01 中文摘要 007-008 英文摘要 008-10 第一章 文献综述 10-32 1.1 概述 10-15 1.1.1 传感器的定义和组成 10-11 1.1.2 湿度传感器 11-15 1.2 烧结陶瓷型湿度传感器 15-16 1.2.1 基本结构 15-15 1.2.2 感湿导电机理 15-16 1.2.3 主要材料 16-16 1.2.4 特点 16-16 1.3 高分子电容型湿度传感器 16-18 1.3.1 基本结构和工艺流程 16-17 1.3.2 感湿机理 17-17 1.3.3 主要材料 17-18 1.3.4 特点 18-18 1.3.5 发展趋势 18-19 1.4 高分子电阻型湿度传感器 18-30 1.4.1 感湿机理 19-19 1.4.2 湿敏材料 19-20 1.4.3 电极结构 20-20 1.4.4 电极和基片材料 20-21 1.4.5 老化 21-22 1.4.6 复阻抗分析 22-27 1.4.7 外围电路和信号处理 27-30 1.5 高分子湿度传感器的展望 30-32 1.5.1 国内外产品介绍 30-30 1.5.2 应用 30-31 1.5.3 国内外市场现状 31-31 1.5.4 发展方向 31-34 第二章 课题的目的、意义及研究内容 32-34 2.1 课题的目的意义 32-33 2.2 主要研究内容 33-34 第三章 湿敏材料及湿敏元件的制备 34-36 3.1 湿敏材料 34-34 3.2 湿敏元件的基本结构和制备 34-36 3.2.1 湿敏元件的结构 34-34 3.2.2 湿敏溶液的配制 34-35 3.2.3 湿敏元件的制备 35-36 第四章 湿敏元件感湿特性测试系统和老化系统 36-40 4.1 感湿特性测试系统 36-39 4.1.1 湿度源 36-37 4.1.2 测试电路 37-38 4.1.3 测试方法 38-39 4.2 老化系统 39-40 4.2.1 湿度源 39-39 4.2.2 老化电路 39-40 第五章 湿敏材料及元件制备工艺对感湿特性的影响 40-60 5.1 苯乙烯—马来酸酐共聚物钠盐(Na-SMA)的湿敏响应特性 40-45 5.1.1 苯乙烯—马来酸酐共聚物钠盐(Na-SMA)的湿敏响应特性 40-42 5.1.2 Na-SMA与聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)复合湿敏材料的湿敏特性 42-46 5.2 湿敏元件保护层材料的比较 45-54 5.2.1 保护层对复合元件感湿特性的影响 46-49 5.2.2 不同保护层材料对元件湿敏响应特性的比较 49-54 5.3 元件制备溶液配方对湿敏响应特性的影响 54-58 5.3.1 聚苯乙烯磺酸钠(NaPSS)含量的影响 54-55 5.3.2 添加剂B含量的影响 55-58 5.4 浸渍时间的影响 58-60 5.4.1 制备湿敏膜层的浸渍时间对响应特性的影响 58-59 5.4.2 制备保护膜层的浸渍时间对响应特性的影响 59-62 第六章 湿敏元件构造对感湿特性的影响 60-68 6.1 基片材料对元件感湿特性的影响 60-62 6.2 叉指电极结构对元件性能的影响 62-68 6.2.1 电极结构对元件响应特性的影响 62-66 6.2.2 电极结构对元件响应特性的影响 66-66 6.2.3 小结 66-68 第七章 老化机理研究及老化工艺探索 68-81 7.1 老化机理初探 68-77 7.1.1 实验方法和理论假设 68-70 7.1.2 老化机理初探 70-77 7.1.3 小结 77-79 7.2 元件的击穿 77-78 7.3 老化工艺初探 78-85 7.3.1 电压 79-79 7.3.2 湿度 79-79 7.3.3 时间 79-80 7.3.4 温度 80-80 7.3.5 频率 80-85 第八章 湿敏元件感湿机理初探 81-85 第九章 智能温湿度计 85-90 9.1 探头部分 85-87 9.1.1 湿度传感器 85-86 9.1.2 温度传感器 86-87 9.2 智能温湿度计 87-95 9.2.1 硬件结构 87-87 9.2.2 软件部分 87-95 结论 90-91 参考文献 91-95 致谢 95-95
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