纳米纤维MEMS压力传感器的性能研究

来源 :北方工业大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:smn1970
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本文主要研究的是基于微机电系统(MEMS)的纳米纤维MEMS压力传感器,它具有质量轻,制作简单的特点,可以应用于工业和生活的各个领域,具有很高的研究价值。在传感器的制作过程中,敏感材料的选取非常重要,本文采用锆钛酸铅(PZT)作为敏感材料,它具有良好的压电性能。运用静电纺丝技术制备成PZT纳米纤维,与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基底上的氧化铟锡(ITO)电极相结合,制作出基于PZT纳米纤维的柔性MEMS压力传感器,再通过测试系统测试传感器的基本性能,为压电材料在MEMS压力传感器上的应用提供一定的参考。首先,设计了纳米纤维MEMS压力传感器的结构,主要分成四部分:压电纳米纤维、基底、电极和压力弹性薄膜。这四部分的材料分别采用PZT、PET、ITO和PDMS。设计了传感器制作的整体工艺流程,对传感器的工作原理进行了分析。其次,运用静电纺丝技术制备出PZT纳米纤维,用X射线衍射(XRD)技术和扫描电子显微镜(SEM)对制备出的PZT纳米纤维进行表征分析;利用磁控溅射技术和刻蚀技术,以PET作为基底制作出平行叉指状的ITO电极;最后制作出压力弹性薄膜PDMS,将四部分加工制作成PZT纳米纤维MEMS压力传感器,再用银浆将引线与电极焊接起来,为后期测试做准备。最后,通过搭建的压力传感测试装置测试压强的大小和频率对PZT纳米纤.维MEMS压力传感器开路输出电压的影响并进行了传感器的可靠性测试。
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