CN103226121A - 一种湿敏元件 - Google Patents

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任知良
王明刚
王雪梅
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Abstract

本发明涉及一种电阻式湿敏元件的制备方法，该湿敏元件基底材料为CeCoxFe1-xO3，首先以分析纯Ce(NO3)3·6H2O，Fe(NO3)3·9H2O和Co(NO3)2·6H2O为原料，按化学计量比称取这三种硝酸盐分别用去离子水溶解，然后将这三种溶液混合，加入一定量的柠檬酸搅拌使之溶解，在80℃蒸发去水，形成原粉，将原粉研磨，然后在不同的温度下焙烧2h得到CeCoxFe1-xO3材料；然后将CeCoxFe1-xO3材料作为湿敏元件的基底材料，将CeCoxFe1-xO3材料研磨成浆料，用传统的表面涂布法将浆料涂敷在印有叉指状电极的陶瓷基片上，烘干后制成电阻式湿敏元件，老化24小时。

Description

一种湿敏元件
技术领域
本发明涉及一种电阻式湿敏元件及其制备方法。
背景技术
湿敏元件的发展在传感器行业中占有重要的位置，湿敏元件及传感器属于传感器技术领域。湿度传感器是检测外界环境湿度的器件，它将所检测环境湿度转换为便于处理、显示、记录的电信号。它是一类重要的化学传感器，它是利用感湿材料的吸附作用直接吸附水分子，使其表面或体介电特性等感湿特征量发生变化，经过检测连接外围电路敏感元件的输出信号变化而测量湿度的器件。湿度传感器己在仓储、工业生产、过程控制、环境检测、家用电器、气象方面有着广泛的应用，如：精密电子元件的制造、航天导弹、火箭的存储、粮食的防霉、高空气象探测、温室种植、禽蛋的贮存等。目前国内外研究和应用十分活跃。
纳米材料是完全纯净、结构没有缺陷的新型材料。纳米材料能吸附周围气体或吸收光，使电性质发生变化，出现升温现象等，这些作为传感器的特性，已引起人们的注意，如研制的纳米感应膜，完全符合微小化，并且这种膜因生成条件不同能发生各种各样的变化，以此来作为化学传感器的材料是大有发展前景的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提出一种电阻式湿敏元件以及制备方法，该湿敏元件基底材料为CeCoxFe1-xO3。
以分析纯Ce(NO3)3·6H2O，Fe(NO3)3·9H2O和Co(NO3)2·6H2O为原料，按化学计量比称取这三种硝酸盐分别用去离子水溶解，然后将这三种溶液混合，加入一定量的柠檬酸搅拌使之溶解，在80℃蒸发去水，形成原粉。将原粉研磨，然后在不同的温度下焙烧2h得到目的产物。将CeCoxFe1-xO3材料作为湿敏元件的基底材料，将CeCoxFe1-xO3材料研磨成浆料，用传统的表面涂布法将浆料涂敷在印有叉指状电极的陶瓷基片上，烘干后制成电阻式湿敏元件，老化24小时。
附图说明
图1是通过600°C焙烧下的CeCoxFe1-xO3纳米晶制成的湿敏元件在1V,100Hz的测试条件下的测试图；
图2为不同温度焙烧下的CeCo0.3Fe0.7O3纳米晶湿敏元件在1V,100Hz的测试条件下的电阻－湿度特性曲线。
具体实施方式
本发明的阻式湿敏元件按照如下方法制备，该湿敏元件基底材料为CeCoxFe1-xO3，首先以分析纯Ce(NO3)3·6H2O，Fe(NO3)3·9H2O和Co(NO3)2·6H2O为原料，按化学计量比称取这三种硝酸盐分别用去离子水溶解，然后将这三种溶液混合，加入一定量的柠檬酸搅拌使之溶解，在80℃蒸发去水，形成原粉，将原粉研磨，然后在不同的温度下焙烧2h得到CeCoxFe1-xO3材料；然后将CeCoxFe1-xO3材料作为湿敏元件的基底材料，将CeCoxFe1-xO3材料研磨成浆料，用传统的表面涂布法将浆料涂敷在印有叉指状电极的陶瓷基片上，烘干后制成电阻式湿敏元件，老化24小时。
图1是通过600℃焙烧下的CeCoxFe1-xO3纳米晶制成的湿敏元件在1V,100Hz的测试条件下的测试图。可以看出，所有样品在11％－54％RH的湿度范围内，元件电阻随湿度的变化都不大，X为0,0.1,0.2,0.3,0.4的样品，在54％－95％RH的湿度范围内，元件对湿度的变化显示出了一定的灵敏度。X为0.5,0.6,0.7的样品只在75％－95％RH的湿度范围内对湿度的变化有响应。X为0.8,0.9,1.0的样品在全程湿度范围内对湿度的变化都没有什么响应。其中X为0.3的样品CeCo0.3Fe0.7O3在54％－95％RH的湿度范围内对湿度的变化显示出了最好的灵敏度，电阻从54％RH的30MΩ变化到95％RH的400KΩ，电阻变化范围为2个数量级。
图2为不同温度焙烧下的CeCo0.3Fe0.7O3纳米晶湿敏元件在1V,100Hz的测试条件下的电阻－湿度特性曲线。从图中可以看出，600°C焙烧下的样品的湿敏特性最好，随着焙烧温度的升高，材料的感湿性能随之减弱，可能是高温促使晶粒长大，造成比表面积减小，水的吸附点变少的缘故。

Claims (1)

1.一种电阻式湿敏元件的制备方法，该湿敏元件基底材料为CeCoxFe1-xO3，
首先以分析纯Ce(NO3)3·6H2O，Fe(NO3)3·9H2O和Co(NO3)2·6H2O为原料，按化学计量比称取这三种硝酸盐分别用去离子水溶解，然后将这三种溶液混合，加入一定量的柠檬酸搅拌使之溶解，在80℃蒸发去水，形成原粉，将原粉研磨，然后在不同的温度下焙烧2h得到CeCoxFe1-xO3材料；
然后将CeCoxFe1-xO3材料作为湿敏元件的基底材料，将CeCoxFe1-xO3材料研磨成浆料，用传统的表面涂布法将浆料涂敷在印有叉指状电极的陶瓷基片上，烘干后制成电阻式湿敏元件，老化24小时。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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