可印刷柔性应变传感器的制作及其对 人体运动行为监测研究

该文主要研究了导电浆料 PS@Ag/PDMS 的流变特性与印刷性,以聚苯乙烯微球表面镀 银(PS@Ag)的核壳结构粒子为导电填料,与聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚物及其固化剂复合配制 PS@Ag/PDMS 导电浆料,采用丝网印刷技术与旋涂工艺制备得到 PDMS-PS@Ag/PDMS-PDMS 三明治结构柔性应变传感器。柔性应变传感器在人体运动行为中的实时监测结果显示,该传感器在手肘关节与膝盖关节的弯曲——伸展循环运动中的相对电阻变化率分别高达约 0.75 0.50,展现出较高的可拉伸柔性、灵敏度及一致性,在人体运动行为监测中具有广阔的应用前景。     

聚酰亚胺电容式湿度传感器的制备工艺研究

改变传统丝网印刷制作电极的方法,采用正胶反刻、干湿结合的CMOS工艺研制出了以聚酰亚胺为感湿介质的相对电容式湿度传感器。并对其结构进行了理论分析,确定了湿度传感器的工艺步骤和版图设计。对其测量范围、湿滞和响应时间进行了测试。通过实验结果与模拟结果的对比分析,给出了该实验中存在的问题和改进意见。     

平板式ZrO2汽车氧传感器制备工艺新进展

汽车氧传感器是电喷汽车三元催化转化必不可少的元件,而平板式氧化锆氧传感器是一种新兴的汽车氧传感器。本文讨论了目前国内平板式汽车氧传感器制备工艺的研究进展以及存在的问题,分别对流延成型、丝网印刷、叠成热压和烧结等工艺进行了总结和分析。     

流延共烧结制备极限电流式氧传感器的研究

以流延成型工艺制备钇稳氧化锆(YSZ)基片,采用丝网印刷、等静压叠层工艺,经1450℃共烧结制备极限电流式氧传感器。采用XRD,SEM对其物理性能进行表征,并在650℃、氧体积分数为0%～90%范围内对该陶瓷器件的伏—安特性、响应时间等输出特性进行研究,实验结果表明:该传感器在其体积分数范围内具有良好的极限电流平台,响应时间小于9 s(氧体积分数从20%～75%),准确度达到0.5%。     

基于ELC谐振器的湿度传感器

LC谐振式湿度传感器因无源无线,可极大拓展传感器应用范围,已成为湿度传感器的研究热点之一.将超常媒质(metamaterials)应用在谐振器的结构选择上,解决了传统LC谐振式传感器尺寸过大,灵敏度较低的问题.湿度传感器由电耦合LC谐振器(ELC谐振器)和聚乙烯醇(PVA)敏感薄膜构成.首先利用电磁仿真软件,分析ELC谐振器主要结构参数对谐振特性的影响,设计和制作谐振频率为2.45 GHz的谐振器,品质因数达到302.然后通过滴涂法将制备好的感湿材料聚乙烯醇溶液涂敷在ELC谐振器表面制作湿度传感器,并进行了湿度敏感测试.实验结果显示:ELC谐振器在全频段内磁导率均为正,在频段2.19 GHz~2.98 GHz内介电常数为负,具有超常媒质特性;湿度传感器在相对湿度35% RH~88% RH范围内,谐振频率共偏移69.875 M,且在83%~88% RH湿度范围内感湿灵敏度η达到71.5 MHz/% RH.研究表明ELC谐振器因超常媒质特性实现了结构小型化,且由于品质因数较高改善了湿度灵敏度.     

SnO2/MWCNTs/PVP电阻式柔性湿度传感器的制备及其性能研究

柔性湿度传感器在可穿戴式健康监测中发挥重要作用,合理选择柔性传感器的材料和工艺是制备柔性传感器的关键。为实现柔性基底的高性能湿度传感器,通过静电纺丝工艺在带有柔性电极的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的衬底上制备出SnO₂(二氧化锡)/CNT(MWCNTs多壁碳纳米管)/PVP(聚乙烯吡咯烷酮)湿度传感器和CNT/PVP湿度传感器。通过自主设计湿度生成和测试装置,对两种传感器的灵敏度、响应时间等参数进行测试。实验结果表明,两种湿度传感器输出阻值与相对湿度之间呈线性关系,SnO₂/CNT/PVP传感器的灵敏度是CNT/PVP传感器的3.3倍,说明掺杂SnO₂能显著提高SnO₂/CNT/PVP湿度传感器的灵敏度特性。     

基于QCM的不同形貌ZnO的湿敏性能研究

通过水热法制备了粒状和片状两种不同形貌的ZnO,以这两种形貌的ZnO修饰QCM作为湿度传感器,结合饱和盐溶液法(相对湿度:11％～95％RH)和H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制对此新型压电传感器的湿敏性能(线性度、响应时间和回复时间)进行评价和研究.实验结果表明:粒状ZnO修饰的QCM传感器相较于片状ZnO修饰的QCM传感器线性度更好,响应时间和恢复时间更短,且该型传感器在低湿条件(33％,55％ RH)恢复时间大于响应时间而在高湿条件(75％,85％,95％ RH)恢复时间小于响应时间.实验和理论研究说明:ZnO微观形貌对该型传感器湿敏性能至关重要,而H2O分子在ZnO上的吸/脱附机制决定了其恢复/响应时间随湿度变化的技术特点.     

厚膜压力传感器

<正> 在柔性塑料膜上印刷厚膜元件可以制作廉价微型压力传感器。对敏感膜片的两种动作方式进行了研究。第一种方式是将碳聚合物电阻印刷在膜片上,电阻值根据压阻效应而发生变化。第二种方式是将一块导电板印刷到膜片上,构成电容器的一     

银纳米线柔性压阻式触觉传感器的研究

触觉传感器是智能机器人感知外界环境和与人交互的关键环节。多种物理测量和高延展性使触觉传感器得到更广泛的应用。本文介绍了一种制造工艺简单、成本低廉的柔性触觉传感器。根据电阻的变化,可以检测温度和接触压力。设计了一种由PDMS膜、纸基银纳米线和PDMS膜组成的三明治结构。制备纸基银纳米线阵列,并在阵列末端用导电银膏引出铜线。整个传感器的尺寸为3cmx3cm。在实验过程中,测量了施加压力和改变表面温度时阵列交点处的电阻。结果表明,该传感器的压力检测灵敏度为2.8?/N,温度检测灵敏度为0.18?/oC。该传感器的结构和制备工艺简单可行,在机器人电子皮肤中具有广阔的应用前景。     

氧化锆基片式NO_x气体传感器的研制

采用具有自主知识产权的制备工艺流程,制备了氧化锆基NOx气体传感器。首先配制了性能良好的5mol%-ZrO2浆料,流延成型得到了氧化锆陶瓷素坯基片,经过剪裁、冲孔、开槽、丝网印刷等工艺,制备了传感器素坯,经过1450℃2h烧结得到了氧化锆基NOx传感器。应用线性伏安法初步测试了该NOx气体传感器的性能。制备的NOx气体传感器具有良好的NOx气体响应性能。初步性能测试结果表明,传感器的电流值和NO2气体浓度之间存在着强的线性相关性,线性相关系数99.27%,电流值在0.136A~0.142A之间,传感器的线性范围为:200ppm~2000ppm。     

碳纳米管/PDMS复合材料柔性阵列压力传感器制备与实验

以碳纳米管（CNTs）作为导电填料,聚二甲基硅氧烷（PDMS）为基体材料,采用溶液法制备出CNTs/PDMS导电复合材料。研究了碳纳米管浓度对复合材料的电学特性和压阻特性的影响规律,得到碳纳米管在PDMS中的渗滤区域。通过复合材料的压力灵敏度优化碳纳米管浓度。以制备的复合材料为敏感材料,FPCB工艺加工的柔性基板为电极,设计制备了一种简单结构和工艺的柔性阵列压力传感器。用零电势法设计了阵列电阻读出电路与LabVIEW实现的上位机配合,实现信号读取和显示。最后通过一个应用实例表明,该柔性阵列压力传感器及信号处理系统可以实现压力分布与大小的实时监测,可为柔性阵列压力传感器设计与制备提供参考。     

基于导电纤维的柔性传感器研究进展

柔性传感器优良的柔韧性使其能够最大限度地实现与服装的无缝整合,在智能纺织品领域具有很高的应用价值。基于导电纤维优良的导电性和柔韧性,其已成为制备柔性传感器的重要材料之一。主要介绍了导电纤维的种类和基于导电纤维的不同柔性传感器的传感原理,分析了其在人体运动、生命体征监测及人机交互等领域的应用优势,介绍了近几年国内外基于导电纤维柔性传感器的制备、性能及应用的研究。     

多孔Al_2O_3薄膜感湿材料的湿敏特性研究

通过对阳极氧化多孔Al2 O3 薄膜感湿材料的制备工艺及其电容湿敏特性进行研究 ,将阳极氧化参数对多孔Al2 O3 薄膜的结构和形态的影响与多孔Al2 O3 薄膜作为湿度传感器感湿材料的湿敏特性联系起来进行分析 ,为优化制备工艺参数提供更充分的实验数据 ,使新型多孔Al2 O3 薄膜湿度传感器具有更好的感湿特性。     

集成加热功能高分子电容式湿度传感器研究

针对高空气象探测领域中温湿度骤变产生水分凝结而影响测量精度问题，开展了集成加热功能的湿度传感器研究，通过仿真手段，优化了加热器结构；通过对感湿膜成膜工艺进行研究，提高了传感器灵敏度、降低了湿滞和响应时间；通过将MEMS工艺与有机薄膜成膜工艺相结合，实现了湿度传感器制作。按照湿度传感器测试方法进行了性能测试，结果表明，该湿度传感器灵敏度> 0.40 pF/%RH、湿滞<1.5%RH、非线性<1.5%、响应时间<2 s；对加热器除湿能力进行了试验，结果表明，启动加热2 s即可有效去除湿度传感器表面的液态水滴。     

基于LCP衬底的柔性湿度传感器研究

介绍了一种新型柔性电容式湿度传感器.该柔性电容式湿度传感器采用液晶高分子聚合物(LCP)作为衬底,金属铜(Cu)作为叉指电极,聚酰亚胺(PI)作为湿度传感器的湿敏介质.LCP衬底的应用使得该传感器具有良好的柔性和可弯曲性.该柔性湿度传感器与传统硅基湿度传感器相比较具有成本低廉、结构简单、制作方便等优点.该柔性湿度传感器在25℃下的平均灵敏度为0.04%pF/%RH,最大回滞为±4.16%RH,其平均灵敏度在25℃~70℃范围内受温度影响较小.在25℃下其响应时间和恢复时间分别为36 s和39 s.该柔性湿度传感器可以应用于环境湿度检测、人工电子皮肤系统和可穿戴设备等领域.     

多孔硅湿度传感器研究进展

综述了湿度传感器的研究现状。分析了多孔硅湿度传感器的感湿机理,介绍了几种多孔硅湿度传感器的制作工艺及结构,并讨论了它们的优缺点。最后,对多孔硅湿度传感器的应用前景作了展望。     

多孔陶瓷湿度传感器最新研究进展

本文以金属氧化物烧结体为中心,论述多孔陶瓷湿度传感器几何学因素,细孔表面状态和感湿特性之间的有关系及其最新研究成果,湿敏元件是根据大气湿度极大地影响着多孔陶瓷元件电阻的特性。利用陶瓷工艺技术制成,其灵敏度是由细孔结构、表面积以及化学成份决定的。当酸离子占有的表面积远大于0．1nm^2时,在90％RH湿度以下,有效电阻由表面积和细孔的结构决定。当酸离子占有的表面积小于0．1nm^2时,湿度大于40％RH,电阻随酸离子在表面上相互集中的比率增大而减小,采用碱离子来替换细孔表面的酸离子是一种很好的改善湿敏元件灵敏度和稳定性的方法,在较低的湿度领域下,可用超离子导体和铁电体替换金属氧化物陶瓷的方法,来降低电阻。     

柔性温度压力仿生皮肤的模块化设计与实现

为实现电子仿生皮肤的模块化设计,以石墨烯纳米片制备薄膜温敏传感器,同时,以炭黑/硅橡胶复合材料为弹性电介质、有机硅导电银胶为柔性上极板设计电容式力敏传感器,在此基础上,以聚酰亚胺为柔性基体,提出一种可用作智能机器人仿生皮肤的全柔性温度/压力触觉传感器,并设计成具有可拼接特点的模块化阵列结构.介绍柔性温度/压力触觉传感器的结构设计、检测机理以及信号采集与处理系统.通过温度、压力及温度/压力复合感知实验表明,该柔性温度/压力复合式触觉传感阵列及信号提取系统可实现触觉感知功能,为可穿戴式人工皮肤的研究提供了一种设计方案.     

晶体硅太阳电池用电极设计的研究

随着诸如新型用气体完成而不是化学药品的制绒方法等新技术的改进和适用于更细的细栅宽度的导电浆料的替代,多晶电池的效率变得越来越高。多晶电池的常规工艺顺序有酸化学试剂制备的绒面,磷扩散,边缘绝缘,减反射膜的沉积,背面银/铝浆、铝浆的印刷及正面银浆的印刷。本文通过几组实验数据来讨论不同的丝网设计与浆料特性的匹配数据,从而得出最优的印刷质量和电池效率。     

小组报告论文摘要和交流资料索引

<正> MgCr_2O_4—SnO_2—烧结体湿敏半导体陶瓷具有微孔结构。 合理地选取配方,可使温度系数α_T极小,由这种湿敏元件组成的湿度传感器采用微孔结构Ru O_2的电极和加热清洗装置,底座上还设置了导电环。解决了空气中油蒸气、尘埃等侵入引起的污染问题,延长了传感器使用寿命,保证了测湿精度。这