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《電阻式碳納米管濕度傳感器電學(xué)模型與濕敏特性的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TP212.2學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：543.54密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文電阻式碳納米管濕度傳感器電學(xué)模型及濕敏特性研究碩士研究生：王鑫導(dǎo)師：王蔚副教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：微電子學(xué)與固體電子學(xué)所在單位：微電子科學(xué)與技術(shù)系答辯日期：2011年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TP212.2U.D.C:543.54DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONELECTRICALMODELANDHUMIDITYSENSITIVECHARACTERISTICSOFRE
2、SISTIVECNTsHUMIDITYSENSORCandidate：WangXinSupervisor：WangWeiAssociateProfessorAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MicroelectronicsandSolid-stateElectronicsAffiliation：Dept.ofMicroelectronicElectronicScienceandTechnologyDateofDefence：June,2011Degree-Conferring-Institution：H
3、arbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要自從碳納米管被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，由于其具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、獨(dú)特的電學(xué)性質(zhì)以及特殊的物理結(jié)構(gòu)等一直受到廣泛的關(guān)注。尤其是碳納米管具有很大的比表面積及多孔結(jié)構(gòu)，因此對(duì)周圍環(huán)境中的濕度會(huì)十分敏感，是制作濕度傳感器敏感膜的理想材料。本文首先從吸附的角度研究了碳納米管的物理結(jié)構(gòu)和在其孔結(jié)構(gòu)中發(fā)生的水汽毛細(xì)凝聚現(xiàn)象，同時(shí)研究了物質(zhì)在交流電場(chǎng)下的極化過(guò)程與響應(yīng)方式；設(shè)計(jì)并制作了實(shí)驗(yàn)所用的傳感器，制作過(guò)程包括電極制備、漿料制備、絲網(wǎng)印刷、傳感器燒結(jié)與組裝等幾個(gè)部分；通過(guò)對(duì)傳感器復(fù)阻抗特性的分析和極化機(jī)理的研究建立了
4、傳感器的等效模型，并推導(dǎo)出了傳感器在不同濕度下的電導(dǎo)公式；對(duì)傳感器的濕敏特性進(jìn)行了測(cè)試與分析，利用傳感器的等效模型和極化理論給出了解釋。模型的建立過(guò)程中，首先將傳感器在濕度環(huán)境下的復(fù)阻抗圖形與理想電路的復(fù)阻抗圖形進(jìn)行比較，初步確定了傳感器等效模型的基本形式，然后分析傳感器在不同濕度下發(fā)生的極化機(jī)制，經(jīng)分析傳感器在交流電場(chǎng)的作用下會(huì)發(fā)生MWNT-SiO2的界面極化和水的取向極化，利用不同極化過(guò)程對(duì)應(yīng)的電導(dǎo)公式對(duì)傳感器的電導(dǎo)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，驗(yàn)證并最終確立了傳感器的等效模型。同時(shí)經(jīng)過(guò)擬合可得出，低濕環(huán)境下MWNT-SiO2的界面極化起主要作用，且主要發(fā)生在10Hz~50kHz的低中
5、頻率段；高濕環(huán)境下水分子的取向極化起主要作用，且主要發(fā)生在10kHz~500kHz的中高頻率段。傳感器特性的研究過(guò)程中，主要分析了傳感器的靈敏度、濕滯特性、響應(yīng)恢復(fù)時(shí)間、重復(fù)性和復(fù)阻抗特性等。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)碳納米管濕度傳感器的靈敏度較高、線性度較好、具有良好的可重復(fù)性、其響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間分別為10秒和18秒。同時(shí)，分析了傳感器特性受測(cè)試頻率和環(huán)境溫度的影響，通過(guò)建立的等效模型和極化理論對(duì)這些影響給出了解釋，為傳感器性能的改進(jìn)提供了理論依據(jù)。關(guān)鍵詞：碳納米管；毛細(xì)凝聚；極化機(jī)理；等效模型-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractSincecarbonnanotubes(CNT
6、s)werediscovered,theyhavebeenpaidgreatattentionduetotheirgoodchemistrystability,uniqueelectricalpropertyandspecialphysicsstructure.EspeciallyCNTshavehugespecificsurfaceareaandmulti-holestructure,whichmakesthemsensitivetotheenvironmenthumidity,andthustheywillbetheidealmaterialsforfabricatingh
7、umiditysensors.Inthispaper,thephysicsstructureofCNTsandthecapillarycondensationphenomenonofvaporintheholesofCNTswereresearchedfirstlyfromadsorptionaspect,andthepolarizationprocessandresponsewaysofmatterwereintroduced;theexperimentalsensorbasedonMWN
