[發(fā)明專利]一種濕敏元件及其制備工藝在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911070795.2 | 申請日： | 2019-11-05 |
| 公開（公告）號： | CN110927001A | 公開（公告）日： | 2020-03-27 |
| 發(fā)明（設計）人： | 陳貴東;毛海央;陳大鵬 | 申請（專利權(quán)）人： | 無錫物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心有限公司 |
| 主分類號： | G01N5/02 | 分類號： | G01N5/02;G01N33/00 |
| 代理公司： | 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250 | 代理人： | 李亞南 |
| 地址： | 214135 江蘇省無錫市新吳區(qū)*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 元件 及其 制備 工藝 | ||
本發(fā)明公開了一種濕敏元件及其制備工藝。本發(fā)明中的濕敏元件包括：晶振片，設置于晶振片的一側(cè)面表層的濕敏材料層；所述濕敏材料層由燃料燃燒過程中的火焰頂端部位沉積形成的燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)的表層經(jīng)過親水性處理。本發(fā)明產(chǎn)品具有制備簡單、成本低廉；并且采用本發(fā)明工藝制備的傳感器具有響應時間短、靈敏度高等優(yōu)點。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及傳感器領(lǐng)域，具體涉及一種濕敏元件及其制備工藝。
背景技術(shù)
濕度傳感器與大氣監(jiān)測、工業(yè)生產(chǎn)和生物醫(yī)療等領(lǐng)域息息相關(guān)。隨著科技的不斷發(fā)展，人們對高性能濕度傳感器的需求不斷增加，高效、可靠的濕度傳感器具有越來越高的應用價值，而在濕度傳感器中起到關(guān)鍵作用的高性能濕敏材料的開發(fā)就顯得尤為重要。近年來，金屬氧化物、金屬氧化物/聚合物復合材料、新型納米材料等被廣泛應用于濕度傳感器領(lǐng)域，逐漸成為濕敏材料的主要發(fā)展方向及研究熱點。同時，相對于傳統(tǒng)的電阻式或電容式濕度傳感器，微天平式濕度傳感器具有精度高的特點。
現(xiàn)有大部分晶振式的濕度傳感器的濕敏材料都采用金屬氧化物，如CN 109507059A中公開的一種石英晶體微天平濕度傳感器及其制備方法，該文件中公開的是先在石英晶體表面沉積一層ZnO催化層，再在ZnO催化層表面沉積一層Cu種子層，然后放入混合溶液中，在ZnO催化層的作用下，生長超致密超親水Cu(OH)2納米線，從而獲得石英晶體微天平濕度傳感器。又如：CN 102689919 A中公開的一種高靈敏度氧化鋅濕敏材料的制備方法，具體包括以下步驟：(1)將鋅鹽和有機溶劑按比例混合后，邊攪拌邊緩慢加熱至120～200℃，保溫0.5～2小時；(2)將步驟(1)中得到的溶液進行離心分離，取上層清液待用；(3)重復步驟(1)，加熱至120～200℃后加入適量的步驟(2)中得到的上層清液，繼續(xù)升高溫度至120～200℃，保溫0.5～6小時，得到乳白色膠體溶液，根據(jù)具體要求，上層清液的加入量可在0.5～50mL范圍變化；(4)將得到的乳白色膠體溶液均勻滴加到晶振片上，在60～200℃下真空干燥1～6小時后，得到氧化鋅濕敏材料。
由上可知，現(xiàn)有技術(shù)中采用金屬氧化物作為濕度敏感層時，其制備過程需要原料在混合溶液中反應，以及需要將溶液進行烘干操作等；并且原料成本也相對較高。綜上，現(xiàn)有使用金屬氧化物作為晶振片的濕度敏感層的方法，工藝比較復雜，成本較高，同時還可能存在污染方面的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于：現(xiàn)有的使用金屬氧化物作為晶振片的濕度敏感層的方法工藝比較復雜，成本也較高，同時還可能存在污染方面的問題；本發(fā)明提供了解決上述問題的一種濕敏元件及其制備工藝，以及對應的測試方法。
一種濕敏元件，包括：晶振片，設置于晶振片的一側(cè)面表層的濕敏材料層；所述濕敏材料層由燃料燃燒過程中的火焰沉積形成的燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)構(gòu)成，且燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)的表層經(jīng)過親水性處理。
所述濕敏材料層的厚度為1μm～8μm。
所述晶振片為基準頻率5～10MHz的石英晶振片。即，所述晶振片為石英晶振片，所述石英晶振片的基準頻率為5～10MHz。
一種濕敏元件的制備工藝，包括：
將晶振片放置在燃料燃燒的火焰上方，將燃燒過程中形成的燭灰納米顆粒通過熏鍍的方式熏鍍在晶振片上形成燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)，然后對燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)的表面進行親水性處理后形成濕敏元件；
或者，將燃燒過程中形成的燭灰納米顆粒收集后，將其采用噴涂的方式附著在晶振片上形成燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)，然后對燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)的表面進行親水性處理后形成濕敏元件。
所述晶振片距離火焰的內(nèi)焰頂端的距離為0.5cm～1.5cm，熏鍍過程中勻速移動晶振片。
所述燭灰納米顆粒結(jié)構(gòu)的厚度為1μm～8μm。
所述親水性處理的處理方式為氧等離子體轟擊。
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