[發明專利]一種抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 201910583252.4
• 申請日: 2019-07-01
• 公開（公告）號: CN110174448A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 孫永國;單家男;于廣濱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01N27/18
• 分類號: G01N27/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片，包括：基底、沉積在基底上的電阻條、涂覆在電阻條和基底上的絕緣層、涂覆在絕緣層上的敏感復合材料、與電阻條焊接連接的引線，其特征在于，所述基底為原位生長的多孔狀三氧化二鋁；所述電阻條呈雙線盤旋狀；所述絕緣層材料為三氧化二鋁納米級陶瓷超細粉末，絕緣層可以使所述電阻條與所述復合材料隔離開，阻止二者間的分流作用；所述敏感復合材料為碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁的三元復合材料。

2.如權利要求1所述的抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片，其特征在于，所述碳納米管為氧化單壁碳納米管、氧化雙壁碳納米管或氧化多壁碳納米管中的一種。

3.如權利要求1所述的抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片，其特征在于，所述石墨烯為石墨烯納米片、氧化石墨烯、還原氧化石墨烯或多孔石墨烯中的一種。

4.如權利要求1所述的抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）原位生長制備三氧化二鋁基底，并通過激光切割工藝加工微結構體；

2）沉積形成雙線盤旋狀電阻條；

3）制備三氧化二鋁漿料及三元復合材料漿料；

4）電阻條焊接引線的；

5）涂覆漿料形成半成品；

6）漿料高溫燒結；

7）檢測和標定試驗。

5.如權利要求4所述的抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片的制備方法，其特征在于，步驟2所述沉積，包括以下步驟：

a) 對三氧化二鋁基底進行激光切割得到電磁干擾性傳感器基底；

b）傳感器基底清洗；

c）通過磁控濺射工藝把鉑材沉積到基底表面；

d）通過光刻掩膜，離子束刻蝕方法對鉑膜進行加工，得到所述電阻條。

6.如權利要求4所述的抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片的制備方法，其特征在于，步驟3所述制備，包括以下步驟：

a）采用化學沉淀法制備三氧化二鋁納米級陶瓷超細粉末材料；

b）配制三氧化二鋁三元漿料，其過程如下：將步驟（a）制備的三氧化二鋁材料與松油醇按重量比1:0.1~2混合，超聲分散使其混合充分，制得三氧化二鋁漿料；

c）配制碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁三元復合材料，其過程如下：將三氧化二鋁、碳納米管、石墨烯按體積比1:4~5:4~5混合，將混合物按體積比1: 100~300加入松油醇溶液中，攪拌使其分散均勻，制得碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁三元復合材料溶液；將上述溶液進行離心分離、水洗和烘干，獲得碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁三元復合材料；

d）配制碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁三元復合材料漿料，其過程如下：將步驟（c）制備的碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁三元復合材料與松油醇按重量比1:0.1~2混合，超聲分散使其混合充分，制得碳納米管/石墨烯/三氧化二鋁三元復合材料漿料。

7.如權利要求4所述的珠球狀熱導式氣體傳感器的制備方法，其特征在于，步驟5所述涂覆，包括以下步驟：

a）在所述電阻條上涂覆一層制備的三氧化二鋁漿料；

b）在三氧化二鋁漿料層上涂覆制備的三元復合材料漿料。

8.如權利要求4所述的抗電磁干擾型熱導式氣體傳感器芯片的制備方法，其特征在于，步驟6所述高溫燒結采用直接對步驟5所述半成品加載直流電壓實現；具體是，在高純氮氣保護下，對所述半成品加載直流電壓，通以120mA-260mA的燒結電流，溫度控制在550℃-700℃左右，保持通電30min-60min。