炭黑/纳米Al2O3填充柔性压敏导电硅胶体系的研究

基于柔性触觉传感器中用到的压敏导电硅橡胶,研究添加纳米Al2O3对导电硅橡胶电特性的影响.从理论上研究纳米Al2O3改性的微观和宏观机理,并通过实验对添加不同量纳米Al2O3的压敏导电硅橡胶导电性、室温下的导电稳定性、压阻特性进行比较分析.实验结果表明:在炭黑浓度恒定的压敏导电硅橡胶中适量添加纳米Al2O3,可有效提高复合材料的导电性,稳定性,增大复合材料的压力敏感范围.     

基于激光微加工Al2O3微结构Cl2传感器的制作及性能研究

以膜厚为250 μm的Al2O3膜为微结构基板、95#Al2O3瓷板为微壳结构体,设计并采用激光微加工技术制作了具有Φ0.2 mm微孔通道的微结构传感器.阐述了CuCl杂化修饰CuPc的工艺过程,并通过真空镀膜形成气敏膜.实现了主动吸气的检测模式,提高了响应时间和气敏性.通过SEM分析得到了良好的表面形貌和膜尺寸,用做电极和加热器Pt膜厚为500nm,敏感膜厚为150 nm,微壳深度为150～200μm.测试结果表明对Cl2具有较好的敏感响应,灵敏度为0.01%浓度下0.25倍,并呈现P型半导体的变化规律.研究了通气状态和加热电压对传感器响应和气敏性的影响.     

微悬梁式汽油传感器研究

提出了利用MEMS技术将电化学生长的Al2O3模板加工成传感器的微悬梁结构,并将其用于催化燃烧式气体传感器结构的基底.采用平面薄膜工艺制作出铂薄膜敏感电阻器,涂敷Al2O3-ZrO2-ThO2-Pt-Pd和Al2O3-ZrO2-ThO2-PbO形成催化敏感桥臂和温湿度补偿桥臂,从而制作出汽油传感器.测试结果表明:传感器可实现汽油体积分数为(0-15)×10-3的检测(标准气为己烷),且具有线性输出特性.同时对汽油传感器的工作初始稳定性和长期稳定性问题进行了研究.     

纳米Al2O3对催化传感器稳定性的影响

采用碳热还原法制备催化传感器的载体Al2O3,呈纳米带的结构,使催化传感器灵敏度的稳定性得到明显的提高.分析其原因主要有两点,第一是制备的Al2O3具有材料一致性好,载体的孔径适中,粒度分布合理,比表面适当等特点,使催化剂Pt和Pb在载体表面的分布均匀;第二是纳米结构的Al2O3载体密实性好,强度高,抗烧结能力强,表面积稳定.催化传感器在长时间工作中灵敏度衰减的主要原因是载体表面积在高温条件下的变化和催化剂在载体表面的迁移,纳米结构的Al2O3较好地阻止了这种现象的发生,因此提高了催化传感器灵敏度的稳定性.     

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。     

基于介孔燃烧催化材料的气敏传感器的研究

用模板法制备了Pd/Al2O3催化剂材料,以异丙醇铝、异丙醇、水为原料,通过离子交换法将Pd担载到Al2O3上.对烧结温度对比表面积和载体材料的晶体结构的影响进行了研究,得到结论如下:对Al2O3的热分析中得出800℃是煅烧凝胶Al2O3的最佳温度.通过水与异丙醇不同比例的Al2O3的XRD分析表明,800℃烧结后的粉体主要是Al2O3的晶体结构.经离子交换方法Al2O3载体中承载Pd后的XRD分析显示,主要是Pd和Al2O3混合结构.透射电镜下氧化铝呈线条状,Pd呈颗粒状,加入了Pd以后在电镜下观察有团聚现象出现.吸附曲线和孔径分布图表明,水与异丙醇铝配比4∶1时比表面积BET值最大为332.0582m2/g,孔径分布为20nm,载体Al2O3加入了催化材料Pd之后配比在3∶1时比表面积最大,为321.3280m2/g,孔径分布10nm.在灵敏度测试中,水与异丙醇铝的配比为3∶1时,灵敏度高,可以长期工作,寿命长.     

模式识别技术对Al_2O_3-TiC-ZrO_2纳米复合材料制备工艺参数的优化和预报

利用燃烧合成 热压工艺制备Al2 O3 TiC ZrO2 纳米复合材料 ,利用计算机模式识别技术中的非线性映照对其工艺参数进行分析。以陶瓷的抗弯强度和断裂韧性作为判据 ,给出参数目标优化区域。采用非线性逆映照研究不同工艺参数对材料性能的影响趋势 ,并对工艺参数进行预报和设计 ,再用实验结果予以验证 ,克服了传统“炒菜式”合成方法的盲目性。     

纳米银/ds-DNA/聚（3,4-乙烯基二氧噻吩）复合膜修饰电极的制备及应用于过氧化氢无酶传感器

在室温水相中,通过电化学方法在玻碳电极上先聚合了聚（3, 4-乙烯基二氧）噻吩（PEDOT）,然后又电沉积了双链DNA（ds-DNA）和银纳米粒子（Nano-Ag）,制备了Nano-Ag/ds-DNA/PEDOT复合膜修饰玻碳电极（GCE）。对该复合膜进行了表征,并研究了该复合膜修饰电极的电化学行为以及对过氧化氢（H2O2）的电催化还原。结果显示,施加工作电位为-0.3 V时,修饰电极对H2O2有着很好的电催化还原能力,达到稳态电流的响应时间小于5 s。因此,该修饰电极可作为无酶传感器用于对H2O2的快速检测。传感器的催化还原电流与H2O2浓度在10 μM-16 mM范围内呈现良好的线性关系,检出限为2.36 μM（S/N=3）。     

-Fe2O3/硅纳米孔柱阵列湿敏元件的 湿敏性能研究

利用匀胶旋涂技术,将微乳-水热法制备出的、粒径均匀可控的γ-Fe2O3纳米颗粒沉积在具有独特微纳双重结构的硅纳米孔柱阵列(Si-NPA)基片上,制成γ-Fe2O3/Si-NPA湿度传感元件,并对其进行湿度感应测试结果发现,当环境相对湿度(RH)从11%升高到95%时,该元件的电容和电阻分别呈高灵敏度的单值增加和单值降低。在100 Hz的电流频率下,元件的高湿电容值升为低湿电容值的12 500%,低湿电阻值是高湿电阻值的51 515%。分析表明,微乳-水热法对γ-Fe2O3纳米颗粒尺寸的控制以及Si-NPA衬底的独特结构是提高元件灵敏度的主要原因。     

一种新型三维力柔性阵列触觉传感器研究

研究了一种基于压敏导电橡胶的新型三维力柔性阵列触觉传感器,突破了目前触觉传感器不能兼有柔韧性和检测三维力的局限性,实现了真正类皮肤.该传感器利用了压敏橡胶的压敏特性,通过检测橡胶的电阻变化来分析受力信息.介绍了该传感器的基本结构,分析了其工作原理,给出了导电橡胶受力时的有限元分析结果,并对传感器进行了初步的仿真研究,结果表明该传感器能够实现检测三维力信息,为三维力柔性阵列触觉传感器的设计研究提供了新思路.     

基于力敏导电橡胶的新型三维力柔性触觉传感器仿真研究

针对目前触觉传感器研究中不能兼有柔韧性和多维力测量等难题,设计了一种基于力敏导电橡胶的具有整体两层非对称网状式结构的触觉传感器,通过检测导电橡胶的电阻值变化来分析三维力信息.本文介绍了该传感器的基本结构,并基于理想力敏导电橡胶的力学特性建立了三维力并行测量的数学模型,通过对该模型的求解解决了三维力及各受力点之间复杂的耦合问题.仿真实验结果表明该传感器能够实现对表面任意单点三维力、多点三维力以及三维面力信息的测量.     

一种新型机器人三维力柔性触觉传感器的设计

基于柔性力敏导电橡胶材料,设计了一种能测量三维力的新型机器人柔性触觉传感器。研究了力敏导电橡胶材料的压阻效应,阐述了触觉传感器的设计思想,分别进行了触觉传感器单元设计和阵列结构设计和研究。获得了计算三维力的数学模型,并通过实验进行了三维力的验证。结果表明,设计的机器人三维力柔性触觉传感器具有设计简单,造价低廉,柔顺性好等优点,而且布置成阵列结构可用于医疗、体育、机器人等领域中检测三维力信息。     

基于EIT技术的柔性触觉传感器的设计

随着机器人技术的日益发展,柔性传感器在机器人皮肤上的应用也得到了新的发展。本文提出并研究了一种基于导电聚合物压敏电阻效应的柔性触觉传感器的设计,使用由聚二甲基硅氧烷PDMS（Poly Di Methyl Siloxane）和多壁碳纳米管（MWCNTs）混合而成的导电橡胶作为传感器主体,运用EIT（Electrical Impedance Tomography）技术,设计并制作了本系统的硬件电路,并用其检测、传输导电橡胶的边缘电势数据。最后在计算机中应用工具包EIDORS进行有限元模型和图像重构技术,有效且直观的将导电橡胶上的受力位置表现出来。实验对1~3个目标分别进行了成像,证明了本设计的可行性。     

球型Al2O3-AlN颗粒复配填充型硅橡胶的制备及导热性能研究

以Al2O3和AlN的球形粉体颗粒作为导热填料、以硅橡胶为基体,通过特定的工艺手段得到具有高导热特征的Al2O3-AlN/硅橡胶复合材料.结果表明:根据颗粒级配理论模型的计算可得最密堆积配方,该配方的复合材料在96 wt％填料填量下的热导率可高达9.6 W/(m·K),其热导率相比只填充Al2O3颗粒的样品提高了60％...     

氧化铟纳米材料的制备及其在气体传感器中的应用

评述了氧化铟纳米材料的各种制备方法的优缺点,包括溅射法、激光烧蚀法、溶胶凝胶法、化学气相沉积法、均匀沉淀法、微乳液法、模板法等.对氧化铟半导体材料在气体传感器中的应用做了简单介绍,包括它作为CO、NO2、O3、H2等气体传感器的应用现状.     

Si-MOS电容式微型湿度传感器的研究

Si—MOS电容式湿度传感器是利用IC技术制作的微型绝对湿度传感器,它体积小、灵敏度高、化学稳定性好,特别适用于IC及微电子器件气密封装内的湿度检测和永久性气体中微量水份的连续监测.文章叙述了传感器的结构、原理、性能及有关应用,并对其灵敏度、响应速度及贮存等问题进行了讨论.     

基于导电橡胶的一种新型类皮肤触觉传感器阵列的研究

本文设计了一种基于导电橡胶的类皮肤柔性触觉传感器阵列,传感器阵列采用交叉排列的两层节点的框架结构,用注射成型(LIMS)的方法进行导电橡胶的整体浇注,通过测量外力作用下导电橡胶的阻值变化,求解出加载在柔性传感器表面上的三维力位置和大小。该设计突破了当前基于盔甲的柔性触觉传感器的设计思路,具有优良力学特性、柔韧性好、抗干扰能力强、在传感器表面可以连续点测量的特性。实验仿真结果表明,在理想导电橡胶的条件下,设计的柔性触觉传感器阵列测量三维力有较高的分辨率和精度,可以满足当前用于作机器人皮肤的需要。     

基于混沌电路的模拟式阵列触觉传感器A öD 转换电路

本文利用混沌帐篷映射电路对小信号敏感及非线性变换的独特性能 ,提出了一种新颖的适用于模拟式阵列触觉传感器的 A / D转换电路 ,具有调理放大和 A/ D转换功能一体化优点 ,并且电路简单、易于集成实现 ,可实现多路触觉信号的同时采样和 A / D转换