一、高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨（论文文献综述）
冯晓龙[1]（2021）在《CdL与MOF-808配合物材料的合成及湿敏性能研究》文中提出社会对湿度传感器的要求越来越高,使得对新型湿敏材料的研究提出了更高的要求。配合物具有响应范围宽、测试精度高、湿滞小、制作简单、低湿度环境强响应等优点。研究表明,即使在比表面积极小的情况下,有丰富的活性位点也可以提升材料的湿敏性能。所以本研究采用溶剂挥发法和冷凝回流法制备了CdL晶体（化学式[Cd2（TCA）4（2,2-bpy）2]）和MOF-808,并对MOF-808进行负载KCl和不同温度处理。使用上述的材料制作湿度传感器,对其湿敏性能进行研究,并分析相应的湿敏机理。主要研究结果包括以下三个部分:1、室温下采用简单溶剂挥发法得到一种新的配位化合物CdL。它包含了0D双核空间结构和大量的S、O、N活性位点。通过单晶衍射、XRD、FT-IR表征了材料的结构,并以此材料制备了湿度传感器。结果表明,传感器的响应值高达7.04×102,响应时间短至5 s,湿滞低至0.94%RH。通过复阻抗分析表明,CdL传感器的湿度传感机理是水分子与CdL活性层之间的相互作用。2、通过MOF-808和微量KCl的物理混合法制得复合体系,采用XRD、SEM、XPS和BET对材料进行了表征,并以此材料制备了湿度传感器。结果显示,0.2 wt%KCl/MOF-808的灵敏度高达4个数量级,湿滞小（仅为0.97%RH）,50 s响应时间和48 s恢复时间。重复性和长期稳定性的结果证实0.2 wt%KCl/MOF-808在高RH和低RH条件下都具有良好的稳定性。通过复阻抗分析,负载KCl改变了MOF-808在高湿环境下的载流子类型。3、通过不同温度处理MOF-808制得含有不同程度缺陷的样品。缺陷的形成伴随着大量的活性位点出现。采用XRD、SEM、BET、TGA和1HNMR对材料进行了表征,并以此材料制备了湿度传感器。250℃处理的MOF-808灵敏度高达3个数量级,湿滞小（仅为0.11%RH）,响应时间54 s和恢复时间74 s。证明了高温处理后,甲酸分子的溢出会引起孔径变大和活性位点增加会导致材料出现更优的感湿性能。通过复阻抗分析,缺陷改变了MOF-808在高湿环境下的载流子类型。
代建勋[2]（2020）在《聚合物电解质湿度传感器的制备及呼吸监测应用研究》文中认为湿度是人们生产生活中重要的环境参数。湿度的控制与检测在农业、工业、航空航天、货品储存等领域扮演着重要的角色。随着万物互联进程的加快,智能化社会的飞速发展对湿度传感器提出了更高的要求。近年来,科研工作者在追求湿度传感器性能提升的同时,也开展了突破传统领域的应用研究,特别是在人体呼吸监测方面逐渐崭露头角。现阶段临床医学中的呼吸监测（检测）手段主要是依赖肺功能仪、多导睡眠监测仪以及呼气末二氧化碳浓度监测技术。这些方法能准确地记录、评估呼吸活动中的各项参数指标,但是成本高、便携性差、使用门槛高、检测过程复杂,需要高端的设备和专业的检测人员。为了满足呼吸监测的传感器需求（高湿稳定、快响应）,研究人员发展了基于不同先进功能材料的湿度传感器,但目前的研究工作难以从多维度准确记录呼吸信号的变化并进行有效的建模分析。本论文面向呼吸监测对湿度传感器的需求,从湿敏材料的设计、合成以及湿敏器件的制备等角度开展研究工作,并在呼吸监测应用方面进行了探索。本论文主要研究内容包括:1、通过物理担载感湿盐的方式来构筑湿敏材料、调控湿敏性能的方法已广泛应用于高性能湿度传感器中。然而,先完成湿敏材料的制备,再物理担载感湿成分的“两步法”会造成感湿单元担载量不明确、分布不均等问题,难以保证湿度传感器的一致性。本论文通过原位担载技术,借助烯-巯点击化学聚合手段,将小分子氯化锂（LiCl）和高分子聚丙烯酸锂（PAALi）引入到疏水三维交联网状骨架中。通过调控锂盐的担载量,制备得到8%LiCl/PETMP-DVB和3%PAALi/MPOSS-DVB两种理想聚电解质湿敏材料,器件表现出较高的灵敏度、较小的湿滞和较短的响应恢复时间。8%LiCl/PETMP-DVB器件的灵敏度约为2个数量级（11%-95%RH）,湿滞为1.5%RH,响应/恢复时间为3.5 s/63 s（11%-95%RH）。3%PAALi/MPOSS-DVB器件的灵敏度大于2个数量级（33%-95%RH）,湿滞为2.2%RH,响应/恢复时间为1.2 s/0.6 s（11%-95%RH）。2、在原位担载设计思路的基础上,采用化学修饰的方法,结合原位制备技术和点击化学手段,将感湿单元通过共价键固定在交联骨架上,制备了基于MPOSS-DVB-SSS聚电解质材料的湿敏器件。通过调控和优化钠盐的化学计量比,得到具有不同感湿能力的湿敏元件,其中投料摩尔比为1:3:2的P2元件表现出最宽的感湿区间和优异的湿敏特性。器件在500 Hz工作频率下的灵敏度为634.7（11%-95%RH）,湿滞为4.5%RH,响应/恢复时间为5.5 s/23.7 s（11%-95%RH）。同时对器件的抗水能力进行了研究,证明了原位制备湿度传感器具有良好的稳定性。3、基于现有的化学修饰设计思想和原位制备工艺,制备了面向呼吸监测（人类呼出高湿气体检测）的高稳定、快响应双亲性离子凝胶基湿度传感器（MPOSSDVB-SSS和MPOSS-PIL）。对器件的响应恢复时间和高湿稳定性进行优化和深入研究。MPOSS-DVB-SSS器件的感湿区间为54%-95%RH,灵敏度约为2个数量级（11%-95%RH）,湿滞约为2.6%RH,响应/恢复时间为0.75 s/0.48 s（33%-95%RH）。MPOSS-PIL器件的感湿区间为33%-95%RH,灵敏度大于2个数量级（11%-95%RH）,响应/恢复时间为0.19 s/0.30 s（33%-95%RH）。借助石英晶体微天平和复阻抗图谱,对超快响应湿度传感器的敏感机理进行了研究。利用以上两种超快响应湿度传感器对不同受试者的不同呼吸状态进行了监测和数据采集处理,全面地对呼吸模式进行辨别和评估。4、针对多孔聚合物制备工序繁杂、可控性差的问题,本论文在第五章提出了一种制备三维多孔聚电解质湿敏材料的高效方法。利用呼吸图案法（水软模板法）,通过选择聚合物的种类,调控溶剂体系和环境湿度,制备了具有三维多孔结构的聚4-乙烯基吡啶（P4VP）薄膜,再利用聚合物的气相季铵化反应得到三维多孔的交联聚电解质湿敏材料。通过调整气相聚合的温度和时间来控制聚电解质的聚合度,最后借助丝网印刷技术在多孔膜表面印制银叉指电极,得到多孔聚电解质基湿度传感器。呼吸图案法的应用为多孔聚电解质便捷、可控、高效地制备提供了新的途径。
庄庄[3]（2020）在《磺化聚醚醚酮类湿敏材料的设计及其湿度传感器的性能研究》文中认为本论文探究了磺化聚醚醚酮类聚合物用于湿度传感器领域的可能性和应用价值,因其具有优异的机械性能、良好的尺寸稳定性、更宽的工作区间和灵敏的低湿度响应能力等优点,被证明适合用作电阻型湿度传感器的感湿膜材料,制备高性能湿度传感器。1.首先通过后磺化的方法,制备了磺化聚醚醚酮材料（SPEEK）,并通过金属离子取代,探究了不同金属离子取代前后SPEEK聚合物的综合性能,感湿特性指标的测试结果表明:基于Ca2+取代后磺化型SPEEK的湿度传感器表现出最优异的综合性能。2.为了得到具有精确且更高磺化度（Ds）的SPEEK,探究聚合物的化学结构对其应用于湿度传感器的感湿特性的影响,采用直接合成法制备一系列具有不同Ds的主链型SPEEK。首次将主链型磺化聚醚醚酮应用于湿度传感器,扩大了SPEEK湿敏材料的相对湿度测试区间,并提高了其综合性能。我们发现:随着Ds的增加即聚合物链段中离子单体比例的增加,湿度传感器的湿滞先减小后增加。3.由于增加体系内亲水性位点可以降低聚电解质的湿滞效应,我们发现:在聚合物体系内引入聚醚类非离子亲水性化合物聚乙二醇（PEG）柔性链段,可以显着减小湿度传感器的湿滞效应。进一步选择与在湿敏材料领域广泛应用的Li Cl进行掺杂,推测基于SPEEK/PEEK-co-PEG/LiCl复合材料的湿度传感器同时具备聚电解质SPEEK电离的离子导电和PEG-Li+蠕动络合导电两种传导机理,证明PEG和Li+的引入可以显着提高湿度传感器的感湿特性。4.基于以上工作基础,设计Ca2+-SPEEK离子交联网络,证明Ca Cl2不仅作为掺杂剂显着提高了湿度传感器的灵敏度,而且作为交联剂降低了湿度传感器的湿滞。此外,探究了Ca Cl2作为掺杂剂的负载量对于SPEEK聚合物复合材料的微观形貌、热稳定性以及湿度传感器的感湿机理的影响规律。
苏云鹏[4]（2020）在《适用于人体呼吸检测的SAW湿度传感器研究》文中认为湿度作为重要的常规环境指标之一,其检测工作在农业管理,土木工程,电子工业制造,食品药品储藏以及生活保健等多个方面起到至关重要的作用。此外,近些年来,湿度检测在医学诊断中的呼吸检测作用也逐渐受到人们的关注。随着物联网技术发展对传感技术的需求提升,研制高灵敏、快速响应恢复、小型化、智能化、易集成的新型湿度传感器具有重要的应用价值。本文设计并制备了一种3DAG/PVA/Si O2/SAW结构的延迟线型声表面波（SAW）湿度传感器,对该传感器进行了湿度响应测试分析,并针对呼吸检测功能进行了采样测试。具体内容如下:1.设计了3DAG/PVA/Si O2/SAW结构的声表面波湿度传感器,采用射频磁控溅射法在SAW器件表面制备了Si O2薄膜,利用CVD法在Ta衬底上制备了高品质3DAG薄膜,利用聚合物PVA实现了3DAG的完整机械剥离与转移并制得3DAG/PVA/Si O2/SAW结构声表面波湿度传感器,对敏感膜各组分进行了表征测试分析。2.在标准空气环境中,对SAW湿度传感器进行了湿度响应测试,实验表明,传感器在高湿度环境下（55%–90%RH）灵敏度可高达-2.429 k Hz/%,分辨率可达0.10%,全量程范围内响应恢复迅速,重复性强,在15-55℃温度环境下稳定性良好,10天时间内长期工作性能稳定,且具有良好的气体选择性。3.测试了SAW湿度传感器的呼吸检测功能,对12名志愿者的呼吸过程进行采集与分析,得到了志愿者的呼吸速率（RR）及呼吸深度（RD）数据,验证了该SAW湿度传感器在临床呼吸检测方面的应用价值。
崔莹[5]（2019）在《基于QCM的湿度传感器及性能研究》文中研究表明在现代社会中,环境湿度检测不仅与人类的生产和社会活动密切相关,同时对工业生产、农业种植、气象、环保、航天、国防等领域都具有重要的影响。随着时代的发展、科技的进步,市场对于湿度传感器的性能需求变得越来越高。近年来,电容型、电阻型湿度传感器的应用最为广泛。但它们都存在一些不足,电容型湿度传感器测量精度偏低,抗腐蚀能力较差,且很难对高湿度环境进行测量,而电阻型湿度传感器的线性度和产品互换性较差,低湿灵敏度偏低。因此,研制出灵敏度高、响应速度快、湿滞小、线性度好、成本低廉的湿度传感器具有重大意义。本文针对基于石英晶体微天平（Quartz Crystal Microbalance,QCM）的湿度传感器展开研究,它具有灵敏度高、稳定性好、线性度好、尺寸小、工作范围宽、结构简单等优势。QCM湿度传感器是以石英晶体谐振器电极表面的湿敏薄膜作为敏感元件,石英晶体谐振器作为换能元件,将其电极表面的质量改变转化为振荡电路输出的相应电信号（频率）的改变,从而实现对湿度的测量。分析石英晶体谐振器的结构、物理性质、频温特性、压电效应、测量原理、能陷理论及质量灵敏度等,根据Sauerbery方程得到湿敏膜的涂敷量以分析其对QCM湿度传感器性能的影响,并推导了石英晶体谐振器等效电路参数计算公式,该公式对QCM湿度传感器的改进具有一定的指导意义;经理论研究后对石英晶体谐振器进行选型,找到适合用于检测环境湿度的QCM传感器,采用普通振荡电路法作为石英晶体谐振器信号采集的方法,选用FPGA进行软硬件设计,进而对振荡电路的输出进行频率测量;搭建QCM湿度传感器检测平台,分析QCM湿度传感器的灵敏度、线性度、重复性、短期稳定性、湿滞性及响应/恢复时间等性能。实验结果表明,该湿度传感器的检测范围为15.1%RH～97.3%RH,具有较好的线性度和重复性,灵敏度可达22.4Hz/%RH,稳定性频率幅度在25Hz以内,湿滞为3%Hz,响应时间在29s以内,恢复时间在11s以内,该QCM湿度传感器达到了预期要求。
姜浩[6]（2014）在《钒钛酸掺杂聚苯胺薄膜的制备和湿敏性能的研究》文中研究说明本文采用恒电位法制备了钛酸、钒酸和钒钛酸修饰的薄膜湿敏材料，通过光学显微镜观察，钒钛酸成膜性较好。钒酸和钒钛酸两种薄膜在相对湿度11%～97%的范围内，具有一定的湿敏特性，但湿滞较大，感湿特性需进一步改善和提高。采用原位化学氧化法和恒电位法制备了聚苯胺，其中恒电位法制备的聚苯胺表现出较好的湿敏性能，同时该方法与原位法相比具有工艺简单、快速的优点，具有工业化应用前景。利用盐酸、钛酸、钒酸、钒钛酸对聚苯胺进行掺杂，并对其湿敏性能进行研究，探讨了掺杂作用对本征态和掺杂态聚苯胺的湿敏性能的影响。结果表明，采用恒电位法电化学聚合聚苯胺的同时原位掺杂的钒钛酸，湿敏元件在整个湿度范围内电阻变化约3个数量级左右，曲线灵敏度较高，线性度较好，元件的湿滞约为5%RH，响应和恢复速度均很快，是一种湿敏性能较好的新型湿敏材料。
周文和[7]（2014）在《快速响应湿敏元件特性及其测试方法的研究》文中研究说明湿度测量和控制技术越来越普遍用于人居环境、医疗卫生、交通运输、仓储物流、制作加工等领域，而燃料电池汽车、医疗卫生等领域亟需快速响应湿度传感元件。因为应用范围相对较窄、湿敏特性影响机理相对复杂等因素，快速响应湿敏元件动态响应特性的研究相对滞后，主要体现在：1)湿敏元件动态响应特性的成果尚不能满足使用的要求；2)亟需简单、可行、精确、低廉的快速响应湿敏元件标定测试系统；3)单一的实验方法获得的成果不能充分揭示各因素对湿敏元件湿敏特性，尤其动态响应特性的影响机理，由于对感湿薄膜孔隙参数等因素缺乏考虑，为数不多的数值模拟研究成果不能全面揭示各因素对湿敏元件动态特性的作用效果。针对以上问题，本文研究旨在充分考虑湿敏元件多孔介质膜孔隙参数对动态特性影响作用的基础上，建立更加有效的数学模型，利用数值模拟方法对湿敏元件动态特性进行研究，提供设计快速响应湿敏元件设计所必需的基础数据；通过合理设计和工艺，得到一个动态特性优良、工艺简单的湿敏元件；研制简单、可行、精确、低廉的快速响应湿敏元件标定测试系统；对本文快速响应湿敏元件的动态特性进行实验研究。湿敏元件的结构型式是快速响应湿度传感元件动态湿敏特性的重要影响因素。本文第二章首先通过深入分析不同结构型式湿度传感元件的湿敏特性及其影响机理，确定了快速响应湿敏元件的研究基于平行板电容式栅状上电极的结构型式。感湿材料是湿敏元件湿敏性能的直接影响因素。鉴于优异的物理、化学性能，特别是湿敏性能改善的巨大潜力，聚酰亚胺材料成为本文研究的首选湿敏材料。本文第三章采用不同的材料合成了不可溶性聚酰亚胺和可溶性聚酰亚胺，并对其孔隙率进行了测试，得出了不可溶性聚酰亚胺孔隙率大于可溶性聚酰亚胺孔隙率和不可溶性聚酰亚胺孔径小于可溶性聚酰亚胺孔径的结论。数值模拟方法省时省力，可有效弥补其他研究方法的不足。基于菲克第二扩散定律、Looyenga和Shibata等模型方程，并充分考虑孔隙率对湿敏元件动态响应特性的重要影响，本文第四章建立了一个用于对湿敏元件动态响应特性进行模拟研究的数值模型和方法，并验证了其有效性，最后以此对湿敏元件动态响应特性不同影响因素的效果进行了研究。研究结果表明：1)吸湿过程的动态响应特性和脱湿过程的动态响应特性没有区别，说明本文模型不适于感湿过程中发生明显水分子凝聚和水-膜分子较强作用的湿敏元件动态特性的研究；2)感湿薄膜孔隙率和扩散系数，以及栅状上电极栅齿宽度和感湿薄膜的厚度对湿敏元件动态特性的影响非常明显。如果对扩散系数和孔隙率进行强化，湿敏元件的动态响应特性将得到明显改善。如果尽可能的控制栅状上电极栅齿的宽度和感湿薄膜的厚度，能有效改善湿敏元件动态响应特性。如果提高湿敏元件的工作环境温度，会在一定程度上改善湿敏元件动态响应特性；3)在相同条件下，当工作环境湿度的跃变范围不同时，同一湿敏元件的动态响应特性也会有所不同，但这种影响很小。结构参数是平行板电容式湿敏元件湿敏性能的重要影响因素，制造工艺是湿敏元件设计参数得以实现的保证。本文第五章基于湿敏元件结构参数和制造工艺的设计，制造了两批次湿敏元件，一批次为栅状上电极尺寸分别为2m、4m、6m的湿敏元件，用以考核电极宽度对湿敏特性的影响；另一批次为湿敏材料分别为不可溶性聚酰亚胺和可溶性聚酰亚胺的湿敏元件，用以考核不同感湿膜对湿敏性能的影响。湿敏元件以P型Si为基片；SiO2氧化层厚度为7600；电极总厚度为10500，方块电阻为44-45；亚胺化后的聚酰亚胺层厚度为5400，使用探针测试介质层大部分不导电，击穿电压均在150V以上，绝缘性能良好；钼-铝上电极厚度为11500，方块电阻为17-19。快速响应标定测试技术和设备是快速响应湿敏元件发展的前提条件。本文第六章首先介绍了一种快速响应湿敏元件动态特性标定测试原理和方法，其次在标定测试原理的基础上，搭建了一个快速响应湿敏元件动态特性标定测试系统。根据结构设计尺寸进行计算及对标定测试数据进行分析得出：原型标定测试系统的响应时间小于250ms，误差小于0.69%，重复性误差小于13.9%。通过选用性能更优的电磁阀、电容测量仪等部件，标定系统的响应时间可进一步提高。结果表明：原型标定测试系统和方法能够满足快速响应湿敏元件动态特性标定测试的要求，并具有简单、准确、低廉、性能稳定等特点。针对本章原型标定测试系统每次测试后平衡时间长的缺陷，提出了系统改进设想原理。本文第七章对两批次湿敏元件样品的湿敏特性进行了测试。结果表明，本文湿敏元件具有优良的湿敏性能，可以满足燃料汽车、医疗卫生等领域的较高要求；栅状上电极的结构尺寸不但对动态响应特性具有显着影响，而且对灵敏度、湿滞等特性也具有影响；基于不可溶性聚酰亚胺湿敏元件动态响应特性优于基于不可溶性聚酰亚胺的湿敏元件，说明孔隙率不是影响多孔介质感湿薄膜扩散系数的唯一因素，但灵敏度则相反。最后，论文给出了结论和创新点：1)论文通过合理的设计和工艺，获得具有湿-容特性曲线线性度好、灵敏度高、湿滞小、性能稳定、快速响应等特性的湿敏元件；2)建立了考虑感湿薄膜孔隙率对扩散系数影响的数学模型，该模型更加合理有效；3)提出标定方法和研制了标定系统，该系统满足快速响应湿敏元件动态响应特性标定要求，且简单易行、精确低廉，动态响应时间短。
苏梅英[8]（2012）在《不同结构纳米ZrO2材料的制备、湿敏特性及机理研究》文中研究指明湿度测量与控制与国民经济的发展和人们生产生活密切相关,目前已在工农业生产、日常生活、气象、环保等各个领域广泛应用。在各种测量湿度的方法中,电子式的湿度传感器因其可与现代控制、显示、记录装置相连而备受关注。随着物联网在工业、环境检测及智能小区等领域的发展,对传感器的发展也有了更高要求。对湿度传感器而言,感湿性能提高（高灵敏度、快速响应时间,良好的一致性和稳定性等）以及器件的集成化、微型化成为主要发展方向。由于纳米材料具有大比表面积和电子定向传导等优点,研究纳米结构的敏感材料在促进湿度传感器的发展上具有很重要的价值。本文首先设计了湿度传感器在线测量系统。该系统可以实时采集被测湿敏元件在不同湿度、不同频率下的阻抗、幅角、电容以及损耗等电学参量。提高了实验数据的准确度,并消除了人为因素引起的测量误差。本文主要研究了以下四种纳米ZrO2湿度传感器的感湿特性：（1）CMOS工艺兼容的ZrO2薄膜湿度传感器；（2）ZrO2∶TiO2分级结构异质纳米纤维湿度传感器；（3）碱离子掺杂纳米粉体ZrO2厚膜湿度传感器；（4）Mg（2+）掺杂纳米纤维ZrO2厚膜湿度传感器。对每一类型的湿度传感器的研究均涉及湿敏材料制备、材料表征、传感器制作、性能测试和相应理论分析五部分内容。文中利用XRD、TG、DTA/DSC和FT-IR等材料表征结果分析了湿敏材料ZrO2晶体结构及其生长机理；利用SEM、TEM等表征观察材料的形貌,并结合BET、XPS表征结果探讨湿敏材料微结构对湿度传感器性能的影响。所研究的湿度传感器的性能包括：灵敏度、湿滞、响应-恢复、温度特性等。ZrO2湿度传感器体现了灵敏度高、湿滞小、响应快、热稳定性好等特点,在解决湿度传感器灵敏度低、稳定性差等问题上提供了重要的参考价值。从介电特性、直流特性和交流特性的角度探讨了纳米ZrO2湿度传感器的感湿机理。由介电损耗特性得知,在器件感湿过程中,感湿材料中的束缚电荷通过极化的方式参与了导电。同时器件的直流特性表明参与导电的载流子还包括电子和离子两种类型。在交流复阻抗分析法中引入电化学元件CPE和Warburg元件构建等效电路,并通过复阻抗分析软件ZView进行等效电路的最佳拟合。结合器件以上三种特性,确定了低、中、高湿段何种电荷对器件的传导机制起主导作用。并多角度分析了频率、温度分别对器件阻抗和复阻抗的影响。文章同时给出了纳米ZrO2湿度传感器的吸附模型以及质子在各模型中的传输机制。
刘若望[9]（2011）在《电极结构对高分子电阻型湿度传感器性能的影响》文中进行了进一步梳理本文以聚苯乙烯磺酸钠为湿敏材料,制备了以金叉指电极为基底的高分子电阻型湿度传感器。研究了电极基片材料和叉指电极构型对传感器湿敏响应特性的影响。研究表明,采用多孔结构的基片材料可降低传感器电阻,增强湿敏膜与基片的结合能力从而提高传感器的稳定性;叉指电极构型对传感器的电阻大小有一定影响,增加电极中心线间距离使传感器的稳定性提高。
贺媛[10]（2011）在《BaTiO3纳米纤维湿度传感性能的研究》文中研究说明湿度是表示大气干燥程度的物理量。湿度传感器是化学传感器大家族中应用较为广泛的一类传感器。湿度传感器的工作原理是：利用湿度敏感材料直接吸附大气中的水分子,使材料的电学特性等发生变化,从而检测出湿度的变化。近年来,随着科技的快速发展以及人们生活水平的逐步提高对高性能湿度传感器的需求越来越迫切。纳米材料由于其具有的特殊结构使得它拥有许多不同于传统材料的特性,如大的比表面积、量子尺寸效应、界面效应和量子隧道效应等。因此,纳米材料的制备与应用研究已经成为国际国内众多研究者所关注的热点。而纳米复合金属氧化物由于可以在结构和尺度上对其进行设计,且还可以通过控制化学组成来改善其性能,因此,纳米复合金属氧化物将在湿度传感领域显示出其超常规的优良特性。本论文以传统钙钛矿型纳米复合金属氧化物BaTiO3为敏感材料,研究了基于此材料的电阻型湿度传感器。利用先进的静电纺丝技术在结构和尺度上对材料进行调控,得到了具有超快速响应恢复特性的、大长径比的纳米纤维。通过控制化学组成的方法对材料的湿滞特性进行了改善。取得了许多创新性的成果,首次结合复阻抗与介质损耗分析方法对材料的敏感机理进行了分析。本论文所取得的创新性结果如下：1.以溶胶-凝胶与静电纺丝相结合的方法制备出具有钙钛矿结构的、无序BaTiO3一维纳米纤维。通过调节静电纺丝过程的参数,以达到控制一维纳米纤维直径的目的。结果表明,在固定其他纺丝条件不变的情况下,在20 kV电压的条件下制备的纳米纤维具有较细的直径。2.制备了系列基于不同直径BaTiO3纳米纤维的电阻型湿度传感器。首次获得了基于—维纳米BaTiO3材料的具有超快速响应恢复特性的电阻型湿度传感器。当相对湿度从11% RH到95% RH之间变化时,该传感器的响应恢复时间分别在2s和3s以内。首次结合复阻抗谱图和介质损耗分析法对器件超快响应的湿度敏感机理进行了探究。3.创新性的利用辅助电场诱导的方法对BaTiO3纳米纤维进行了有序排列,并研究了基于有序排列BaTiO3纳米纤维阵列的电阻型湿度传感器的湿敏特性。结果表明,基于BaTiO3纳米纤维阵列的电阻型湿度传感器同样具有超快速的响应恢复特性。4.利用置换改性的方法,将Sr元素引入到BaTiO3纳米纤维中,通过调控材料的摩尔比得到具有不同x值的BaxSr1-xTi03纳米纤维固溶体材料。湿敏特性测试结果表明,Ba0.8Sr0.2TiO3纳米纤维材料对环境湿度的改变最为敏感。基于该材料的电阻型湿度传感器在11%～95% RH的范围内复阻抗变化达到了3个数量级。该器件的湿滞非常小,在1% RH以内。以上的结果证明了Sr元素的引入不仅提高了BaTiO3纳米纤维对环境湿度的灵敏度,并且有效的改善了BaTiO3纳米纤维的湿滞特性。当相对湿度由11% RH到95% RH之间变化时,该器件的响应恢复时间分别在9s和6s以内。本论文通过以上几个方面的工作,可以得出将传统的湿度敏感材料低维化时,由于材料形貌的改变使得材料的湿度敏感特性得到了极大的改善。这不但为开发和研究高性能湿度传感器开辟了一条新的途径,也将为—维纳米材料的应用找到一个新的方向。
二、高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨（论文提纲范文）
（1）CdL与MOF-808配合物材料的合成及湿敏性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究工作背景与意义 |
| 1.1.1 感湿材料简介 |
| 1.1.2 湿度相关特征量 |
| 1.1.3 湿敏传感器性能相关 |
| 1.1.4 湿度传感器分类 |
| 1.2 电阻式湿度传感器 |
| 1.2.1 电阻式湿度传感器感湿机理 |
| 1.2.2 电极结构 |
| 1.2.3 衬底材料与电极材料 |
| 1.2.4 器件老化 |
| 1.2.5 复阻抗谱分析 |
| 1.3 有机感湿材料研究的历史与现状 |
| 1.4 本文研究思路 |
| 1.5 研究内容 |
| 第二章 0D双核配合物Cd L |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 实验药品及仪器 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 材料表征 |
| 2.3.2 湿敏性能研究 |
| 2.4 感湿机理研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 KCl/MOF-808 湿敏材料 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验药品及仪器 |
| 3.2.2 实验步骤 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料表征 |
| 3.3.2 湿敏性能 |
| 3.4 感湿机理研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 缺陷型MOF-808 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.2.1 .实验药品及仪器 |
| 4.2.2 实验步骤 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 材料表征 |
| 4.3.2 湿敏性能 |
| 4.4 感湿机理研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（2）聚合物电解质湿度传感器的制备及呼吸监测应用研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 湿度及湿度传感器 |
| 1.1.1 湿度的定义及其表示方法 |
| 1.1.2 湿度传感器的定义及分类 |
| 1.2 聚合物电解质材料在湿度传感领域的应用 |
| 1.2.1 聚合物电解质湿敏材料 |
| 1.2.2 聚合物电解质湿度传感器的敏感机理 |
| 1.2.3 聚合物电解质湿度传感器的发展与研究现状 |
| 1.2.4 离子凝胶 |
| 1.3 以呼吸监测为应用导向的湿度传感器研究现状 |
| 1.4 点击化学合成方法与原位制备湿敏元件介绍 |
| 1.4.1 点击化学反应概述 |
| 1.4.2 原位制备传感器工艺 |
| 1.5 本论文的工作和研究意义 |
| 第2章 聚合物担载亲水电解质的湿度传感器的制备及特性研究 |
| 2.1 基于Li Cl/PETMP-DVB有机无机杂化材料的湿度传感器研究 |
| 2.1.1 Li Cl/PETMP-DVB杂化材料的制备与表征 |
| 2.1.2 Li Cl/PETMP-DVB杂化材料湿敏特性 |
| 2.2 Li Cl/PETMP-DVB器件的湿敏机理分析 |
| 2.3 PAALi/MPOSS-DVB聚电解质湿度传感器研究 |
| 2.3.1 PAALi/MPOSS-DVB湿度传感器的原位制备及材料表征 |
| 2.3.2 PAALi/MPOSS-DVB聚电解质湿度传感器的湿敏特性 |
| 2.4 PAALi/MPOSS-DVB聚电解质湿度传感器的感湿机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 聚电解质湿度传感器的原位制备及湿敏特性研究 |
| 3.1 MOSS-DVB-SSS聚电解质湿度传感器的原位制备及材料表征 |
| 3.2 MPOSS-DVB-SSS聚电解质湿度传感器的湿敏特性 |
| 3.3 MPOSS-DVB-SSS聚电解质湿度传感器的湿度敏感机理 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 面向呼吸监测的高性能湿度传感器的设计及应用研究 |
| 4.1 MPOSS-DVB-SSS聚电解质快响应湿度传感器的原位制备及应用研究 |
| 4.1.1 MPOSS-DVB-SSS快响应湿度传感器的原位制备及材料表征 |
| 4.1.2 MPOSS-DVB-SSS聚电解质湿度传感器的快响应特性 |
| 4.1.3 快响应湿度传感器在呼吸频率/深度监测和皮肤湿度检测中的应用 |
| 4.1.4 MPOSS-DVB-SSS快响应湿敏机理研究 |
| 4.2 MPOSS-PILs聚电解质快响应湿度传感器的制备及应用研究 |
| 4.2.1 MPOSS-PIL聚电解质快响应湿度传感器的原位制备及表征 |
| 4.2.2 MPOSS-PIL聚电解质湿度传感器的快响应湿敏特性 |
| 4.2.3 快响应湿度传感器在人体呼吸监测中的应用 |
| 4.2.4 快响应特性敏感机理的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于多孔聚电解质材料的湿度传感器的原位制备及特性研究 |
| 5.1 呼吸图案法与多孔聚合物薄膜的制备 |
| 5.2 基于P4VP-DCB多孔聚电解质材料的湿度传感器的原位制备及材料表征 |
| 5.3 基于多孔聚电解质P4VP-DCB湿度传感器的特性研究 |
| 5.4 湿度敏感机理的研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在校期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（3）磺化聚醚醚酮类湿敏材料的设计及其湿度传感器的性能研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 湿度及湿度传感器 |
| 1.2.1 湿度的定义及表示 |
| 1.2.2 湿度传感器的定义及特性参数 |
| 1.3 湿度传感器的发展现状及应用前景 |
| 1.4 湿度传感器的分类 |
| 1.4.1 陶瓷(半导体)类湿度传感器 |
| 1.4.2 有机高分子类湿度传感器 |
| 1.5 有机高分子湿敏材料 |
| 1.5.1 共轭导电高分子湿敏材料 |
| 1.5.2 聚电解质高分子湿敏材料 |
| 1.5.3 无机/有机高分子复合湿敏材料 |
| 1.6 聚醚醚酮类聚合物简介 |
| 1.6.1 聚醚醚酮的发展史 |
| 1.6.2 聚醚醚酮的性能 |
| 1.6.3 聚醚醚酮的应用领域 |
| 1.7 磺化聚醚醚酮类聚合物简介 |
| 1.7.1 磺化聚醚醚酮的合成方法 |
| 1.7.2 磺化聚醚醚酮的应用 |
| 1.7.3 磺化聚醚醚酮在湿度传感器领域的应用 |
| 1.8 本论文的设计思想 |
| 第2章 基于金属离子取代后磺化型磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 材料表征及测试方法 |
| 2.3 后磺化型磺化聚醚醚酮的合成及表征 |
| 2.3.1 SPEEK的合成 |
| 2.3.2 SPEEK的结构表征 |
| 2.3.3 金属离子取代SPEEK的制备 |
| 2.3.4 金属离子取代SPEEK的化学结构研究 |
| 2.3.5 金属离子取代SPEEK的热性能 |
| 2.3.6 金属离子取代SPEEK的水吸附行为研究 |
| 2.4 基于金属取代SPEEK的湿度传感器的制备及感湿特性测试 |
| 2.4.1 湿度传感器的制备 |
| 2.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线 |
| 2.4.3 湿度传感器的湿滞曲线 |
| 2.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试 |
| 2.5 湿度传感器的感湿机理分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于主链型磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 材料表征及测试方法 |
| 3.3 主链型磺化聚醚醚酮的合成及表征 |
| 3.3.1 SPEEK-x的合成 |
| 3.3.2 SPEEK-x的结构表征 |
| 3.3.3 SPEEK-x的微观结构研究 |
| 3.3.4 SPEEK-x的水吸附行为研究 |
| 3.4 基于SPEEK-x的湿度传感器的制备及感湿特性测试 |
| 3.4.1 湿度传感器的制备 |
| 3.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线 |
| 3.4.3 湿度传感器的湿滞曲线 |
| 3.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试 |
| 3.5 湿度传感器的感湿机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于掺杂LiCl的磺化聚醚醚酮/聚醚醚酮-聚乙二醇复合物的湿度传感器及其感湿特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 材料表征及测试方法 |
| 4.3 磺化聚醚醚酮/聚醚醚酮-聚乙二醇复合物的合成及表征 |
| 4.3.1 氯封端聚乙二醇单体(PEG-Cl_2)的合成及表征 |
| 4.3.2 聚醚醚酮-聚乙二醇的合成及表征 |
| 4.3.3 SPEEK/PEEK-co-PEG复合物的制备 |
| 4.4 基于SPEEK/PEEK-co-PEG复合物的湿度传感器的制备及感湿特性测试 |
| 4.4.1 湿度传感器的制备 |
| 4.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线 |
| 4.4.3 湿度传感器的湿滞曲线 |
| 4.5 基于SPEEK/PEEK-co-PEG/LiCl的湿度传感器的制备及感湿特性测试 |
| 4.5.1 湿度传感器的制备 |
| 4.5.2 湿度传感器的感湿特性曲线 |
| 4.5.3 湿度传感器的湿滞曲线 |
| 4.5.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试 |
| 4.6 湿度传感器的感湿机理分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于掺杂CaCl_2的磺化聚醚醚酮的湿度传感器及其感湿特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 材料表征及测试方法 |
| 5.3 磺化聚醚醚酮/CaCl_2复合材料的合成及表征 |
| 5.3.1 SPEEK的合成 |
| 5.3.2 SPEEK的结构表征 |
| 5.3.3 SPEEK/CaCl_2 复合材料的制备 |
| 5.3.4 SPEEK/CaCl_2 复合材料的微观结构研究 |
| 5.3.5 SPEEK/CaCl_2 复合材料的热性能 |
| 5.4 基于SPEEK/CaCl_2的湿度传感器的制备及感湿特性测试 |
| 5.4.1 湿度传感器的制备 |
| 5.4.2 湿度传感器的感湿特性曲线 |
| 5.4.3 湿度传感器的湿滞曲线 |
| 5.4.4 湿度传感器的响应时间曲线及稳定性测试 |
| 5.5 湿度传感器的感湿机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）适用于人体呼吸检测的SAW湿度传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 湿度检测的研究意义 |
| 1.1.2 湿度传感器的性能指标 |
| 1.2 湿度传感器的与机理分类 |
| 1.2.1 电阻型湿度传感器 |
| 1.2.2 电容型湿度传感器 |
| 1.2.3 声表面波型湿度传感器 |
| 1.2.4 其他类型湿度传感器 |
| 1.3 声表面波湿度传感器的国内外研究进展 |
| 1.4 研究内容与创新点 |
| 第二章 声表面波传感器技术及设计概述 |
| 2.1 声表面波技术发展与原理 |
| 2.2 声表面波器件结构 |
| 2.2.1 压电基片 |
| 2.2.2 叉指换能器 |
| 2.3 声表面波传感器的结构与原理 |
| 2.4 声表面波延迟线设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 3DAG/PVA/SiO_2敏感膜的制备与表征 |
| 3.1 SiO_2薄膜的制备与表征 |
| 3.1.1 SiO_2的性质 |
| 3.1.2 射频磁控溅射技术介绍 |
| 3.1.3 SiO_2薄膜制备过程 |
| 3.1.4 SiO_2薄膜的表征 |
| 3.2 3DAG的制备与表征 |
| 3.2.1 石墨烯材料的性质 |
| 3.2.2 直流电弧等离子体喷射CVD技术介绍 |
| 3.2.3 3DAG材料制备流程 |
| 3.2.4 3DAG的表征 |
| 3.3 3DAG/PVA薄膜的制备及转移 |
| 3.3.1 PVA的性质 |
| 3.3.2 3DAG/PVA薄膜的制备 |
| 3.3.3 3DAG/PVA薄膜的转移 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 SAW湿度传感器的测试与数据分析 |
| 4.1 测试系统的搭建 |
| 4.2 SAW湿度传感器的湿度响应测试 |
| 4.2.1 静态湿度响应测试 |
| 4.2.2 动态湿度响应测试 |
| 4.2.3 重复稳定性测试 |
| 4.2.4 长期稳定性测试 |
| 4.2.5 温度稳定性测试 |
| 4.2.7 选择性测试 |
| 4.3 人体呼吸检测 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）基于QCM的湿度传感器及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 湿度及湿度传感器概述 |
| 1.2.1 湿度及其表示 |
| 1.2.2 湿度传感器概述 |
| 1.2.3 湿度传感器的主要特性参数 |
| 1.2.4 湿度传感器的发展方向 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容 |
| 第2章 石英晶体谐振器的基本原理及信号采集方法 |
| 2.1 理论分析 |
| 2.1.1 石英晶体谐振器的结构 |
| 2.1.2 石英晶体的物理性质 |
| 2.1.3 石英晶体谐振器的切型与频温特性 |
| 2.1.4 石英晶体谐振器的压电效应 |
| 2.1.5 石英晶体谐振器的测量原理 |
| 2.1.6 能陷理论 |
| 2.1.7 m-m型电极石英晶体谐振器的质量灵敏度 |
| 2.1.8 石英晶体谐振器的等效电路参数计算方法 |
| 2.1.9 影响QCM湿度传感器测量结果的因素 |
| 2.2 石英晶体谐振器的选型 |
| 2.3 石英晶体谐振器的信号采集方法 |
| 2.3.1 耗散因子法 |
| 2.3.2 频谱分析法 |
| 2.3.3 锁相环振荡电路法 |
| 2.3.4 普通振荡电路法 |
| 2.3.5 信号采集方法的选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 QCM湿度传感器检测系统软硬件设计 |
| 3.1 QCM湿度传感器检测系统硬件设计 |
| 3.1.1 FPGA概述 |
| 3.1.2 FPGA的基本结构 |
| 3.1.3 FPGA设计流程 |
| 3.2 检测系统硬件电路设计 |
| 3.2.1 振荡电路 |
| 3.2.2 FPGA主控电路 |
| 3.2.3 高通滤波及电压跟随电路、A/D采集电路 |
| 3.2.4 电压转换电路 |
| 3.2.5 程序下载电路、FLASH存储电路 |
| 3.2.6 数码管显示电路 |
| 3.2.7 外部时钟电路、复位电路 |
| 3.2.8 指示灯电路、去耦电容 |
| 3.2.9 外部接口电路 |
| 3.2.10 电路原理图、实物图及PCB板设计图 |
| 3.3 EDA技术 |
| 3.3.1 电子设计自动化技术 |
| 3.3.2 软件工具 |
| 3.3.3 硬件描述语言(HDL) |
| 3.4 检测系统软件设计 |
| 3.4.1 PLL时钟配置模块 |
| 3.4.2 等精度测频模块 |
| 3.4.3 数码管显示模块 |
| 3.4.4 串口通信模块 |
| 3.4.5 FPGA频率检测整体模块原理图、RTL图、SignalTap Ⅱ图 |
| 3.5 FPGA频率检测电路功能验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 QCM湿度传感器检测平台的搭建及性能分析 |
| 4.1 QCM湿度传感器检测平台 |
| 4.2 基于饱和盐溶液的标准湿度环境的构建 |
| 4.3 敏感膜的选择与处理 |
| 4.3.1 氧化石墨烯(GO)敏感膜特性 |
| 4.3.2 石英晶体谐振器及实验仪器的清洗 |
| 4.3.3 敏感膜的涂敷及加热成膜 |
| 4.3.4 实验材料及仪器 |
| 4.4 QCM湿度传感器检测实验 |
| 4.4.1 课题性能指标 |
| 4.4.2 空白实验 |
| 4.4.3 实验测试 |
| 4.5 QCM湿度传感器性能分析 |
| 4.5.1 QCM湿度传感器的感湿特性曲线 |
| 4.5.2 QCM湿度传感器的灵敏度与线性度 |
| 4.5.3 QCM湿度传感器的湿滞性 |
| 4.5.4 QCM湿度传感器的重复性 |
| 4.5.5 QCM湿度传感器的响应/恢复时间 |
| 4.5.6 QCM湿度传感器的短期稳定性 |
| 4.5.7 实验过程中存在的误差 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）钒钛酸掺杂聚苯胺薄膜的制备和湿敏性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 目录 |
| 前言 |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 湿度传感器的发展历程及主要部件 |
| 1.2 性能优良的湿度传感器研究 |
| 1.2.1 电解质湿度传感器的特点 |
| 1.2.2 陶瓷型湿度传感器的机理研究 |
| 1.2.3 高分子湿度传感器的发展 |
| 1.3 蓬勃发展的高分子湿敏材料 |
| 1.3.1 共轭导电型高分子湿敏材料的特点 |
| 1.3.2 聚电解质型湿敏材料的研究 |
| 1.3.3 有机/无机复合型湿敏材料的优点 |
| 1.4 制备聚苯胺的研究进展 |
| 1.4.1 共混法制备聚苯胺 |
| 1.4.2 电化学聚合法制备聚苯胺 |
| 1.4.3 化学氧化聚合法制备聚苯胺的优点 |
| 1.4.4 乳液聚合法制备聚苯胺 |
| 1.4.5 原位聚合法制备聚苯胺 |
| 1.4.6 静电自组装法制备聚苯胺 |
| 1.5 导电高分子聚苯胺 |
| 1.5.1 聚苯胺的远程结构 |
| 1.5.2 聚苯胺的导电机理 |
| 1.5.3 导电聚苯胺的掺杂方式 |
| 1.6 本课题的目的和主要研究内容 |
| 第二章 钛酸、钒酸、钒钛酸薄膜修饰电极的制备与湿敏性能研究 |
| 2.1 化学试剂及仪器设备 |
| 2.1.1 化学试剂 |
| 2.1.2 仪器设备 |
| 2.2 湿敏元件的清洁处理 |
| 2.3 钒酸、钒钛酸、钛酸胶体及其膜修饰电极的制备 |
| 2.3.1 钒酸膜修饰电极的制备 |
| 2.3.2 钛酸膜修饰电极的制备 |
| 2.3.3 钒钛酸膜修饰电极的制备 |
| 2.4 钛酸、钒酸和钒钛酸薄膜的表面形貌 |
| 2.5 湿敏性能的测试 |
| 2.5.1 饱和盐溶液的配制 |
| 2.5.2 湿敏性能的测试 |
| 2.6 钛酸、钒酸和钒钛酸薄膜湿敏性能的研究 |
| 2.6.1 钒酸的湿敏性能 |
| 2.6.2 钛酸的湿敏性能 |
| 2.6.3 钒钛酸的湿敏性能 |
| 2.6.4 钒酸、钛酸和钒钛酸的湿敏性能比较 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 聚苯胺的制备及其湿敏性能研究 |
| 3.1 实验试剂与仪器 |
| 3.2 原位化学氧化法制备掺杂态聚苯胺 |
| 3.3 恒电位法制备聚苯胺 |
| 3.4 傅里叶变换红外光谱（FT-IR）表征 |
| 3.5 湿敏元件的测试 |
| 3.6 结果与讨论 |
| 3.6.1 本征态聚苯胺的 FT-IR 谱图分析 |
| 3.6.2 盐酸掺杂聚苯胺的谱图分析 |
| 3.6.3 原位化学氧化法制备聚苯胺的湿敏性能研究 |
| 3.6.4 恒电位法制备聚苯胺的湿滞特性曲线 |
| 3.6.5 聚苯胺薄膜的表面形貌 |
| 3.7 小结 |
| 第四章 钒钛酸掺杂聚苯胺的制备与湿敏性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 钒钛酸掺杂聚苯胺的制备 |
| 4.3 湿敏性测试 |
| 4.4 钒钛酸掺杂原位聚合聚苯胺的湿敏性能 |
| 4.4.1 浸渍时间对湿敏性能的影响 |
| 4.4.2 浸渍次数对湿敏性能的影响 |
| 4.4.3 本征态聚苯胺、钒酸掺杂聚苯胺和钒钛酸掺杂聚苯胺湿敏性能的比较 |
| 4.5 不同酸掺杂恒电位法合成聚苯胺的湿敏性能 |
| 4.5.1 钛酸掺杂聚苯胺 |
| 4.5.2 钒酸掺杂聚苯胺 |
| 4.5.3 钒钛酸掺杂聚苯胺 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 不同酸掺杂聚苯胺的表征和湿敏特性参数的研究 |
| 5.1 化学试剂和反应仪器 |
| 5.2 表征分析与湿敏特性测试 |
| 5.3 不同酸掺杂聚苯胺的表征分析 |
| 5.3.1 钒钛酸掺杂聚苯胺的 FTIR 分析 |
| 5.3.2 钒酸、钛酸掺杂聚苯胺的 FTIR 分析 |
| 5.3.3 聚苯胺薄膜的显微镜图像 |
| 5.4 钒钛酸掺杂聚苯胺的湿敏特性参数研究 |
| 5.4.1 灵敏度 |
| 5.4.2 湿滞特性 |
| 5.4.3 频率特性 |
| 5.4.4 电容特性 |
| 5.4.5 阻抗特性 |
| 5.4.6 响应-恢复特性 |
| 5.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
（7）快速响应湿敏元件特性及其测试方法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 2 平行板电容式湿敏元件及其感湿机理 |
| 2.1 湿度测量技术 |
| 2.2 快速响应湿敏元件及感湿材料选型 |
| 2.3 平行板电容式湿敏元件的感湿机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 聚酰亚胺感湿薄膜及其孔隙率 |
| 3.1 聚酰亚胺感湿薄膜 |
| 3.2 聚酰亚胺感湿薄膜的制备 |
| 3.3 聚酰亚胺感湿薄膜孔隙率 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 快速响应湿敏元件水蒸气传输规律 |
| 4.1 数值计算思路 |
| 4.2 物理模型 |
| 4.3 数学模型 |
| 4.4 数值方法和有效性验证 |
| 4.5 结果和讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 快速响应湿敏元件的制备 |
| 5.1 湿敏元件结构设计 |
| 5.2 湿敏元件制备工艺 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 快速响应湿敏元件动态特性标定测试方法及其系统 |
| 6.1 快速响应湿敏元件动态特性标定测试系统 |
| 6.2 测试步骤 |
| 6.3 标定测试系统的性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 湿敏元件的湿敏性能 |
| 7.1 静态特性测试系统和方法 |
| 7.2 栅状上电极尺寸对湿敏性能的影响 |
| 7.3 感湿材料对湿敏特性的影响 |
| 7.4 湿敏元件的寿命考核 |
| 7.5 本章小结 |
| 结论 |
| 主要结论 |
| 论文的主要创新点 |
| 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A1 主要符号表 |
| 附录A2 不可溶聚酰亚胺膜比表面积仪测试结果 |
| 附录A3 可溶性聚酰亚胺膜比表面积仪测试结果 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（8）不同结构纳米ZrO2材料的制备、湿敏特性及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 湿度传感器概述 |
| 1.1.1 湿度传感器分类与发展 |
| 1.1.2 湿度传感器制造技术 |
| 1.1.3 湿度传感器基本特性参数 |
| 1.2 湿度传感器吸附理论 |
| 1.3 氧化锆和氧化钛的物化特性及其应用 |
| 1.3.1 氧化锆的物化特性及其应用 |
| 1.3.2 氧化钛的物化特性及其应用 |
| 1.4 本文的研究内容 |
| 2 湿敏元件测量系统与测量方法 |
| 2.1 测量系统的设计与实现 |
| 2.1.1 测试环境的搭建 |
| 2.1.2 系统设计 |
| 2.1.3 软件设计与实现 |
| 2.2 测试系统的使用说明 |
| 2.3 本章小节 |
| 3 CMOS工艺兼容的ZrO_2薄膜湿度传感器研究 |
| 3.1 插指电极的设计与制作 |
| 3.2 采用溶胶-凝胶法制备ZrO_2/TiO_2薄膜 |
| 3.2.1 TiO_2溶胶的制备 |
| 3.2.2 ZrO_2溶胶的制备 |
| 3.2.3 ZrO_2/TiO_2薄膜制备 |
| 3.3 ZrO_2薄膜材料表征 |
| 3.4 ZrO_2/TiO_2薄膜湿度传感器的感湿特性研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 ZrO_2∶TiO_2异质纳米纤维制备与湿敏性能研究 |
| 4.1 静电纺丝技术 |
| 4.2 单质ZrO_2和TiO_2纳米纤维制备 |
| 4.2.1 ZrO_2和TiO_2纺丝液制备 |
| 4.2.2 单质ZrO_2和TiO_2纳米纤维制备 |
| 4.3 正负电场双喷头静电纺丝系统 |
| 4.3.1 系统设计原理 |
| 4.3.2 系统的影响因素 |
| 4.3.3 ZrO_2∶TiO_2异质纳米纤维制备 |
| 4.4 单质与异质纳米纤维表征 |
| 4.4.1 X射线衍射分析 |
| 4.4.2 热分析 |
| 4.4.3 红外光谱分析 |
| 4.4.4 形貌分析 |
| 4.5 ZrO_2∶TiO_2异质纳米纤维湿度传感器感湿性能研究 |
| 4.5.1 三种纳米纤维湿度传感器制备 |
| 4.5.2 ZrO_2∶TiO_2异质纳米纤维湿度传感器感湿性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 碱离子掺杂对ZrO_2厚膜湿度传感器感湿特性的改善 |
| 5.1 纳米粉体ZrO_2厚膜湿度传感器感湿性能研究 |
| 5.1.1 器件制备与材料表征 |
| 5.1.2 厚膜ZrO_2湿敏元件的感湿特性研究 |
| 5.2 碱离子掺杂对纳米粉体ZrO_2厚膜湿度传感器感湿性能的改善 |
| 5.2.1 湿敏元件的制备与掺杂后湿敏材料的表征 |
| 5.2.2 厚膜ZrO_2湿敏元件的感湿特性改善 |
| 5.3 Mg~(2+)掺杂纳米纤维ZrO_2厚膜湿度传感器感湿特性研究 |
| 5.3.1 Mg~(2+)掺杂ZrO_2纳米纤维的制备 |
| 5.3.2 Mg~(2+)掺杂ZrO_2纳米纤维表征 |
| 5.3.3 湿敏元件的感湿特性 |
| 5.4 本章小节 |
| 6 纳米ZrO_2湿度传感器感湿机理研究 |
| 6.1 纳米ZrO_2湿度传感器的介电特性 |
| 6.1.1 电容特性 |
| 6.1.2 介电损耗特性 |
| 6.2 纳米ZrO_2湿度传感器的直流特性 |
| 6.2.1 异质纳米纤维ZrO_2：TiO_2湿度传感器的伏安特性 |
| 6.2.2 异质纳米纤维ZrO_2：TiO_2湿度传感器直流瞬时性 |
| 6.3 纳米ZrO_2湿度传感器的交流特性 |
| 6.3.1 电化学元件CPE和Warburg |
| 6.3.2 纳米ZrO_2湿度传感器的复阻抗图与等效电路 |
| 6.4 纳米ZrO_2湿度传感器吸附理论 |
| 6.4.1 水在纳米ZrO_2表面的吸附模型 |
| 6.4.2 质子在吸附水中的传导机制 |
| 6.5 频率和温度对纳米ZrO_2湿度传感器感湿性能影响 |
| 6.5.1 频率的影响 |
| 6.5.2 温度的影响 |
| 6.6 本章小节 |
| 结论 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）电极结构对高分子电阻型湿度传感器性能的影响（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 实 验 |
| 2.1 主要原材料 |
| 2.2 湿敏元件的制备 |
| 2.3 湿敏特性测量 |
| 3 结果分析与讨论 |
| 3.1 基片材料的影响 |
| 3.2 叉指电极构型的影响 |
| 3.2.1 湿敏元件的感湿特性 |
| 3.2.2 湿滞和响应时间 |
| 3.2.3 稳定性 |
| 4 结 论 |
（10）BaTiO3纳米纤维湿度传感性能的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 传感器技术及化学传感器简介 |
| 1.1.1 传感器技术简介 |
| 1.1.2 化学传感器简介 |
| §1.2 湿度及湿度传感器简介 |
| 1.2.1 湿度及其表示方法 |
| 1.2.2 湿度传感器的特性参数 |
| 1.2.3 湿度传感器的分类 |
| 1.2.4 湿度传感器的应用 |
| §1.3 湿度传感器的发展动态及其发展前景 |
| 1.3.1 湿度传感器的发展历史 |
| 1.3.2 湿度传感器的国内外发展现状及未来发展趋势 |
| §1.4 纳米复合金属氧化物简介及其在化学传感领域的研究现状 |
| 1.4.1 纳米复合金属氧化物简介 |
| 1.4.2 纳米复合金属氧化物在化学传感领域的研究现状 |
| §1.5 本论文的主要工作 |
| 第二章 电纺丝技术制备BaTiO_3纳米纤维 |
| §2.1 电纺丝技术简介及其在纳米材料领域的应用 |
| 2.1.1 电纺丝技术简介 |
| 2.1.2 电纺丝技术在纳米材料领域的应用 |
| §2.2 BaTiO_3纳米纤维的合成及表征 |
| 2.2.1 BaTiO_3纳米纤维的合成 |
| 2.2.2 BaTiO_3纳米纤维的表征 |
| §2.3 不同直径BaTiO_3纳米纤维的合成及表征 |
| 2.3.1 纺丝条件对纤维形貌的影响 |
| 2.3.2 不同直径BaTiO_3纳米纤维的合成及表征 |
| §2.4 本章小结 |
| 第三章 BaTiO_3纳米纤维湿敏特性的研究及敏感机理分析 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 电阻型湿度传感器敏感机理分析的一般方法 |
| 3.2.1 交流复阻抗分析法 |
| 3.2.2 介质损耗分析法 |
| 3.2.3 直流反转极性分析法 |
| §3.3 BaTiO_3纳米纤维湿敏特性的研究 |
| 3.3.1 电阻型湿敏元件的制作 |
| 3.3.2 电阻型湿敏元件的测试系统 |
| 3.3.3 BaTiO_3纳米纤维湿敏特性的研究 |
| §3.4 BaTiO_3纳米纤维湿度敏感机理的分析 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 有序排列BaTiO_3纳米纤维阵列湿敏特性的研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 有序排列BaTiO_3纳米纤维阵列电阻型湿度传感器的制作 |
| 4.2.1 实验装置的设计 |
| 4.2.2 有序排列的BaTiO_3纳米纤维阵列的制备、表征及结果分析 |
| §4.3 纳米纤维阵列湿度传感器的性能测试及分析 |
| 4.3.1 纳米纤维阵列湿度传感器的湿敏特性研究 |
| 4.3.2 纳米纤维阵列湿度传感器的敏感机理分析 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 Ba_xSr_(1-x)TiO_3纳米纤维湿敏特性的研究及敏感机理分析 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 Ba_xSr_(1-x)Ti0_3纳米纤维的制备及表征 |
| 5.2.1 Ba_xSr_(1-x)TiO_3纳米纤维的制备 |
| 5.2.2 Ba_xSr_(1-x)TiO_3纳米纤维的表征及结果分析 |
| §5.3 Ba_xSr_(1-x)Ti0_3纳米纤维的湿敏特性研究及敏感机理分析 |
| 5.3.1 Ba_xSr_(1-x)TiO_3纳米纤维的湿敏特性研究 |
| 5.3.2 Ba_xSr_(1-x)TiO_3纳米纤维的敏感机理分析 |
| §5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、高分子电阻型薄膜湿度传感器——元件构造、老化机理、感湿机理探讨（论文参考文献）
- [1]CdL与MOF-808配合物材料的合成及湿敏性能研究[D]. 冯晓龙. 天津理工大学, 2021(08)
- [2]聚合物电解质湿度传感器的制备及呼吸监测应用研究[D]. 代建勋. 吉林大学, 2020(01)
- [3]磺化聚醚醚酮类湿敏材料的设计及其湿度传感器的性能研究[D]. 庄庄. 吉林大学, 2020(08)
- [4]适用于人体呼吸检测的SAW湿度传感器研究[D]. 苏云鹏. 天津理工大学, 2020(05)
- [5]基于QCM的湿度传感器及性能研究[D]. 崔莹. 西南石油大学, 2019(06)
- [6]钒钛酸掺杂聚苯胺薄膜的制备和湿敏性能的研究[D]. 姜浩. 东北石油大学, 2014(02)
- [7]快速响应湿敏元件特性及其测试方法的研究[D]. 周文和. 兰州交通大学, 2014(03)
- [8]不同结构纳米ZrO2材料的制备、湿敏特性及机理研究[D]. 苏梅英. 大连理工大学, 2012(10)
- [9]电极结构对高分子电阻型湿度传感器性能的影响[J]. 刘若望. 材料科学与工程学报, 2011(03)
- [10]BaTiO3纳米纤维湿度传感性能的研究[D]. 贺媛. 吉林大学, 2011(09)