炭黑/硅橡膠柔性E+E壓力傳感器特性
以炭黑為導電相、硅橡膠為基體材料制備柔性壓敏膜,采用不同結構的電極,制備柔性E+E壓力傳感器,并對其壓阻特性進行研究。 利用炭黑摻雜硅橡膠方法制備壓敏膜,然后與叉指狀電極結合,制備出“叉指”型E+E壓力傳感器。通過改變炭黑粒子的摻雜濃度,測試出炭黑/硅橡膠復合材料的滲流閾值為2.5wt%。
炭黑/硅橡膠柔性E+E壓力傳感器特性
對其交流特性進行測試表明:1kHz測試條件下,該傳感器呈現正壓阻效應;隨著測試頻率的增加,炭黑/硅橡膠界面處空間電荷極化強度減小,器件的正壓阻效應減弱,其*工作頻率為1kHz;通過分析炭黑粒子之間的運動,解釋了正壓阻效應。zui后對器件的響應恢復特性進行了測試。 利用Al電極制備了“三明治”型E+E壓力傳感器,研究器件的電阻、電容、阻抗隨壓力的變化,分析其內部的炭黑粒子運動以及負容敏效應。壓力測試表明:器件具有快速的響應恢復特性和重復性,其響應時間為4s,恢復時間為5s。當連續(xù)施加壓力時,器件表現出較好的梯度,能夠分辨出0.5N的壓力間隔。 對比以上兩種結構器件的交流特性,結果表明,基于炭黑/硅橡膠的E+E壓力傳感器交流條件下的壓阻特性包括電阻和電容兩方面。當采用不同結構的電極制備器件時,器件的交流輸出信號不盡相同。“叉指”型器件是以電阻變化為主導,而容抗的變化較小;“三明治”型器件是以電容變化為主導,電阻貢獻較小。兩種結構器件可以應用于不同類型采集信號的測試系統(tǒng)。zui后,采用光刻技術初步制備基于ITO/PET襯底的E+E壓力傳感器,實現襯底和壓敏膜的全柔性化,并測試了器件的壓阻特性。結果表明:隨著壓力的增加,器件表現出較好的正壓阻效應,0-20N壓力范圍內,器件的電阻變化為50-1200k。同時器件對壓力具有快速的響應恢復和重復特性。
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