厚膜鋰霞石濕度傳感器制備和濕度敏感性能.pdf

1、隨著人們?cè)谏a(chǎn)生活中對(duì)環(huán)境濕度要求的提高，對(duì)環(huán)境濕度的監(jiān)視和控制的要求進(jìn)一步提高，濕度傳感器越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
　　本文以鋰霞石作為濕度敏感材料，利用鋰霞石溶膠前驅(qū)體作為粘結(jié)劑，采取厚膜工藝制備了鋰霞石濕度傳感器，并利用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）等對(duì)制備樣品的物相及微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。利用交流阻抗分析儀對(duì)鋰霞石元件進(jìn)行了濕敏性能的研究。
　　對(duì)鋰霞石溶膠粘結(jié)劑進(jìn)行了熱處理，在熱處理溫度為650℃、

2、750℃和850℃時(shí)可以生成鋰霞石。對(duì)由鋰霞石和鋰霞石溶膠粘結(jié)劑混合的濕敏材料進(jìn)行650℃、750℃、850℃和1100℃的熱處理并對(duì)各溫度制備的樣品進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)表征和濕敏性能測(cè)試，結(jié)果表明濕敏元件中鋰霞石顆粒隨熱處理溫度的升高而變大，鋰霞石顆粒形狀由棱角結(jié)構(gòu)向橢圓轉(zhuǎn)變。與其他樣品相比650℃的樣品鋰霞石顆粒小、孔隙度高、比表面積大、濕度敏感性高，因此該溫度是最佳的熱處理溫度。而熱處理時(shí)間對(duì)鋰霞石濕敏元件的濕敏性能影響不大。
　

3、　對(duì)純鋰霞石粉體、純鋰霞石溶膠粘結(jié)劑和鋰霞石溶膠固含量10％粉體占90%的樣品的濕敏性能進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)觀察和濕敏性能測(cè)試。純鋰霞石顆粒樣品呈顆粒堆積狀，熱處理后有溶膠生成的鋰霞石占10%粉體占90%的樣品呈有許多小顆粒構(gòu)成凹凸的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由純?nèi)苣z燒結(jié)而成的樣品呈交光滑的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。濕敏性能測(cè)量結(jié)果表明純鋰霞石粉體制備的樣品與溶膠固含量10%、鋰霞石粉體含量90%的樣品濕敏性能接近。但制備過(guò)程中發(fā)現(xiàn)純鋰霞石粉體樣品附著性能較差，容易

4、脫落。因此敏感材料的最佳配方是溶膠固含量10%，鋰霞石粉體90%。
　　對(duì)不同顆粒大小的鋰霞石原料制成的樣品進(jìn)行了適度敏感性能測(cè)試，發(fā)現(xiàn)顆粒大小對(duì)靈敏度影響不大，而較大的顆?？梢钥s短響應(yīng)時(shí)間。采用薄層涂覆和厚層涂覆兩種工藝制備樣品，與厚層涂覆工藝制備的樣品相比，薄層涂覆工藝制備的樣品，靈敏性好，響應(yīng)時(shí)間短，是較好的涂覆工藝。采用1000Hz、10v電壓的交流電，在98%RH的高濕度環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行老化。隨著老化時(shí)間的增加，鋰霞石濕