[發明專利]一種基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器及其制備方法

有效

• 申請號: 201910147207.4
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN110044251B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 趙沛;梅樂;鄭浩然;任錢誠;包高峰;鄒振興;劉嘉斌;王宏濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01B7/16
• 分類號: G01B7/16;C01B32/186;C01B32/194
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 杜放

1.一種基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器，其特征在于：石墨烯薄膜包括兩層石墨烯單層膜，兩層石墨烯單層膜相互疊接；石墨烯單層膜是只在一個平面上只有一層非連續的石墨烯膜，石墨烯單層膜不導電；兩層石墨烯單層膜疊接后，兩層石墨烯單層膜部分重疊，形成石墨烯雙層堆垛結構。

2.如權利要求1所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器，其特征在于：石墨烯單層膜上的石墨烯呈島狀分布。

3.如權利要求2所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器，其特征在于：該應變檢測傳感器包括柔性基底，柔性基底通過粘結膜與石墨烯薄膜結合。

4.如權利要求3所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器，其特征在于：粘結膜是方華膜。

5.如權利要求1~4任一項所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

步驟S1：用化學氣相沉積法在銅基底上生長石墨烯單層膜，得到銅基底-石墨烯單層膜；

步驟S2：將粘結劑涂覆于石墨烯單層膜表面，晾干，得到銅基底-石墨烯單層膜-粘結膜；

步驟S3：將銅基底-石墨烯單層膜-粘結膜浸入FeCl3溶液中，直至FeCl3溶液將銅基底完全腐蝕，得到石墨烯單層膜-粘結膜；

步驟S4：另取一片步驟S1制備的銅基底-石墨烯單層膜浸入FeCl3溶液內、用銅基底-石墨烯單層膜將步驟S3得到的石墨烯單層膜-粘結膜從FeCl3溶液中撈起，兩層石墨烯單層膜相互疊接，晾干后得到銅基底-雙層石墨烯薄膜-粘結膜；

步驟S5：將銅基底-雙層石墨烯薄膜-粘結膜放入FeCl3溶液中，直至FeCl3溶液將銅基底完全腐蝕，晾干，得到雙層石墨烯薄膜-粘結膜。

6.如權利要求5所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器的制備方法，其特征在于，步驟S1依次包括以下步驟：

步驟S101：將銅基底放入管式燒結爐內，通入氫氣，打開加熱裝置，對銅基底進行退火處理；

步驟S102：調節氫氣流量為10 sccm，并通入甲烷，甲烷流量為1 .0~1 .1 sccm，進行石墨烯生長，生長時間為30 s；

步驟S103：將氫氣流量提高至300 sccm，關閉加熱裝置，待管式燒結爐的溫度冷卻至室溫后，取出樣品、得到生長在銅基底上的石墨烯單層膜。

7.如權利要求5所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器的制備方法，其特征在于，還包括步驟：將柔性基底與粘結膜結合。

8.如權利要求5所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器的制備方法，其特征在于：步驟S2中將粘結劑涂覆于石墨烯單層膜表面的方法是，將生長有石墨烯單層膜的銅基底完全浸入粘結劑內、然后提出。

9.如權利要求5所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器的制備方法，其特征在于：粘結劑為方華溶液，方華溶液用三氯甲烷和方華粉末以100:1的比例配置而成。

10.如權利要求5所述的基于石墨烯薄膜的應變檢測傳感器的制備方法，其特征在于：步驟S4包括用滾筒碾壓步驟S1得到的銅基底-石墨烯單層膜，使銅基底生長有石墨烯單層膜的一面向外凸出、形成弧度。