详情

原文传递一种抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片及其制备方法

专利名称：	一种抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片，包括：基底、沉积在基底上的电阻条、涂覆在电阻条上的绝缘层、涂覆在绝缘层上的敏感复合材料、与电阻条焊接连接的引线。基底为原位生长的多孔状三氧化二铝；电阻条呈双线盘旋状；绝缘层材料为三氧化二铝纳米级陶瓷超细粉末，敏感复合材料为碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料。同时，本发明还提供了一种抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片的制备方法。本发明充分利用三元复合材料的比表面积高和热稳定性强的特性、双线盘旋状电阻条具有削减外部电磁场对芯片电流干扰的作用，使传感器芯片具有良好的热交换效率和稳定性，达到缩短响应时间、提高检测精度的目的。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	黑龙江;23
申请人：	哈尔滨理工大学
发明人：	孙永国;单家男;于广滨
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910583252.4
公开号：	CN110174448A
分类号：	G01N27/18(2006.01);G;G01;G01N;G01N27
申请人地址：	150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学府路52号
主权项：	1.一种抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片，包括：基底、沉积在基底上的电阻条、涂覆在电阻条和基底上的绝缘层、涂覆在绝缘层上的敏感复合材料、与电阻条焊接连接的引线，其特征在于，所述基底为原位生长的多孔状三氧化二铝；所述电阻条呈双线盘旋状；所述绝缘层材料为三氧化二铝纳米级陶瓷超细粉末，绝缘层可以使所述电阻条与所述复合材料隔离开，阻止二者间的分流作用；所述敏感复合材料为碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝的三元复合材料。 2.如权利要求1所述的抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片，其特征在于，所述碳纳米管为氧化单壁碳纳米管、氧化双壁碳纳米管或氧化多壁碳纳米管中的一种。 3.如权利要求1所述的抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片，其特征在于，所述石墨烯为石墨烯纳米片、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯或多孔石墨烯中的一种。 4.如权利要求1所述的抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 1）原位生长制备三氧化二铝基底，并通过激光切割工艺加工微结构体； 2）沉积形成双线盘旋状电阻条； 3）制备三氧化二铝浆料及三元复合材料浆料； 4）电阻条焊接引线的； 5）涂覆浆料形成半成品； 6）浆料高温烧结； 7）检测和标定试验。 5.如权利要求4所述的抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片的制备方法，其特征在于，步骤2所述沉积，包括以下步骤： a) 对三氧化二铝基底进行激光切割得到电磁干扰性传感器基底； b）传感器基底清洗； c）通过磁控溅射工艺把铂材沉积到基底表面； d）通过光刻掩膜，离子束刻蚀方法对铂膜进行加工，得到所述电阻条。 6.如权利要求4所述的抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片的制备方法，其特征在于，步骤3所述制备，包括以下步骤： a）采用化学沉淀法制备三氧化二铝纳米级陶瓷超细粉末材料； b）配制三氧化二铝三元浆料，其过程如下：将步骤（a）制备的三氧化二铝材料与松油醇按重量比1:0.1~2混合，超声分散使其混合充分，制得三氧化二铝浆料； c）配制碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料，其过程如下：将三氧化二铝、碳纳米管、石墨烯按体积比1:4~5:4~5混合，将混合物按体积比1: 100~300加入松油醇溶液中，搅拌使其分散均匀，制得碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料溶液；将上述溶液进行离心分离、水洗和烘干，获得碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料； d）配制碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料浆料，其过程如下：将步骤（c）制备的碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料与松油醇按重量比1:0.1~2混合，超声分散使其混合充分，制得碳纳米管/石墨烯/三氧化二铝三元复合材料浆料。 7.如权利要求4所述的珠球状热导式气体传感器的制备方法，其特征在于，步骤5所述涂覆，包括以下步骤： a）在所述电阻条上涂覆一层制备的三氧化二铝浆料； b）在三氧化二铝浆料层上涂覆制备的三元复合材料浆料。 8.如权利要求4所述的抗电磁干扰型热导式气体传感器芯片的制备方法，其特征在于，步骤6所述高温烧结采用直接对步骤5所述半成品加载直流电压实现；具体是，在高纯氮气保护下，对所述半成品加载直流电压，通以120mA-260mA的烧结电流，温度控制在550℃-700℃左右，保持通电30min-60min。
所属类别：	发明专利