【摘 要】
:
柔性力敏薄膜传感器因其制造过程简单、成本低、灵活性强、集成潜力大等优点,被广泛应用于可穿戴设备、电子皮肤、人机交互方面等领域。压磁型力敏薄膜传感器是目前传感器领域研究的热点,对于压磁型柔性力敏薄膜传感器而言,磁性薄膜作为敏感元件是实现传感高性能的关键。铁基非晶态合金薄膜具有优异的压磁特性和压磁稳定性,在压磁传感器的发展上具有广阔的应用前景。本文以FeSiB非晶合金柔性力敏薄膜为研究对象,设计并制备
论文部分内容阅读
柔性力敏薄膜传感器因其制造过程简单、成本低、灵活性强、集成潜力大等优点,被广泛应用于可穿戴设备、电子皮肤、人机交互方面等领域。压磁型力敏薄膜传感器是目前传感器领域研究的热点,对于压磁型柔性力敏薄膜传感器而言,磁性薄膜作为敏感元件是实现传感高性能的关键。铁基非晶态合金薄膜具有优异的压磁特性和压磁稳定性,在压磁传感器的发展上具有广阔的应用前景。本文以FeSiB非晶合金柔性力敏薄膜为研究对象,设计并制备了一种双层结构的柔性力敏复合薄膜,采用电感式测量方法研究了薄膜在σ≤0.2 MPa时的力敏特性,探讨了应力敏感机制和不同条件下力敏薄膜的压磁性能。复合薄膜具有复杂的力敏机制,修正了力敏曲线起始阶段的波动,提高了起始阶段的力敏稳定性;相比于单一的FeSiB非晶态合金薄膜,复合薄膜的力敏敏感度显著提高;当复合薄膜的厚度为200μm~230μm时,薄膜在0~0.1 MPa压应力区间内具有优异的力敏性能。当复合薄膜厚度为200μm和测试频率f=1 KHz时,复合薄膜的灵敏度为0.27μH/KPa,敏感区间内力敏曲线为近似线性变化;当复合薄膜厚度为230μm和测试频率1 KHz时,灵敏度0.59μH/KPa,敏感区间内力敏曲线为近似线性变化。通过稀土元素Y对FeSiB非晶合金薄膜进行了成分改造,利用其来调节薄膜的饱和磁致伸缩系数,调控FeSiB非晶合金薄膜的压磁效应。单层FeSiBY薄膜在微应力区间0~1.2 KPa内呈线性变化,灵敏度高达88.87μH/KPa,远优于FeSiB非晶合金薄膜(0.2μH/KPa)。通过FeSiBY薄膜的叠加拓宽了传感器的压磁效应线性范围,由4层薄膜叠加后的传感器,其压磁曲线的线性范围上限值达到16 KPa,灵敏度仍然达到6.84μH/KPa。在压磁曲线线性变化区,FeSiBY薄膜的加载压磁曲线与卸载压磁曲线吻合度高,没有弹性滞后现象,同时,环境温度对压磁曲线影响小。利用研究的压磁式FeSiBY柔性力敏薄膜传感器,成功地演示了该型传感器在细微手指压力、脉搏、空气运动和声带检测中的应用,凸显出了其在实时监测方面的潜力,为开发高灵敏、高稳定、适用于批量制造的新型柔性力敏薄膜传感器提供选择。
其他文献
由于传统的化石能源在地球的储存量有限,且化石能源在燃烧时会带来诸多问题如温室效应、空气污染、酸雨等,因此开发用于替代传统化石能源的绿色新能源技术是十分迫切,以缓解当前或者未来将要面对的能源危机。MXene具有独特的手风琴状结构、较大的比表面积、优异的导电性,稳定的化学性能,是一种极具潜力的电极材料。但由于MXene层之间存在范德华力,使得片层容易发生堆叠,层间储能场不能得到充分利用。因此,增加MX
5G热管、集成电路等高新技术的迅速发展对高性能铜基材料的散热性、高服役温度下的力学性以及导电性等综合性能提出了更高的标准。本文首先采用机械合金化工艺使得少量超细WC颗粒弥散分布于铜粉颗粒中,制备了均匀细化的WC/Cu复合粉;然后一部分复合粉经冷压成型后置于两种气氛下烧结(氢气、真空),另一部分复合粉直接进行真空热压烧结;通过对不同烧结温度下的试样进行XRD、SEM和TEM组织形貌观察分析,试样致密
缺陷是实际晶体与理想结构的偏差,对研究材料的基本性能和物理现象有重要意义。然而,在三维体系中,需要引入较高的缺陷密度才会改变材料性能,并且无法区分不同缺陷态对性能的影响。二维层状材料具有原子级别厚度,表面无化学悬挂键,比表面积大等特点,是研究缺陷与材料性能关系的良好平台。本课题利用聚焦离子束技术在二维材料二碲化钼和氮化硼中引入可控的局域缺陷,通过一系列材料表征手段,对比离子辐照前后二维材料的光学、
原油、煤炭和天然气等化石燃料的广泛使用,不断消耗了有限的自然资源,加剧了空气污染和温室气体排放等环境问题。研究人员迫切需要探索和开发对环境友好、低成本和高效率的先进能源转换和储存技术。鉴于沸石咪唑酯骨架(ZIF)材料具有高度可控的结构,能够产生多孔形貌,并且大多数ZIF的中心原子通常都是过渡金属离子,因此成为了超级电容器电极的理想材料。本文主要针对ZIF-Co/Ni仅通过添加金属盐转化为金属氢氧化
世界范围的经济增长和人口膨胀使得能源的消耗日益增加,而化石能源的大量应用造成了能源短缺、环境污染等一系列问题;因此,新型可再生能源的开发和利用迫在眉睫。由于大部分可再生能源无法即取即用的特点,具有高能量密度的新一代储能系统成为可再生能源应用的必然前提。这其中,各种具有可控充放电能力的二次电池系统已成为科学界和工业界的研究热点。锂硫电池以高达2600 Wh kg-1的超高能量密度遥遥领先于已经商业化
随着5G通信系统和人工智能技能快速发展,汽车产品的智能化和联网化已是大势所趋。人们追求更加方便快捷的出行方式,智能汽车朝着人员辅助驾驶到汽车实现无人辅助自动驾驶以及单车独自智能驾驶到多车协同智能驾驶等方向发展。目前汽车智能驾驶前景广阔,智能驾驶技术已成为汽车产品功能研究领域的热门研究方向。智能驾驶路径规划分为局部路径规划和全局路径规划。在路径规划技术中需要用到环境感知技术来实现智能汽车自主避障,因
由于近年来全球变暖、环境恶化和未来的能源枯竭问题,人们迫切需要寻找到能够满足工业需求的新能源。在众多新能源中,氢能源因具有能量密度高,清洁环保,可再生的优点成为了人们的关注点。而高效制备氢能源仍依赖于铂(Pt)等贵金属催化剂,寻找活性接近Pt,成本低廉的析氢反应电催化剂也一直是氢能源领域研究重点。尽管大量二维材料被尝试用于析氢反应催化剂,但结果总存在某些方面的缺陷。本文以性能优异的MXene材料为
Micro LED显示技术是以微米级的LED作为发光像素单元,将其与适配驱动相结合能够进行高性能显示的技术。Micro LED芯片相比于LCD、OLED尺寸更小、亮度更高、分辨率和对比度更大,功耗也更小并且在响应速度和适用寿命上都具有更大的优势。对红光、绿光和蓝光Micro LED的研究、全彩Micro LED显示技术的开发近年来有诸多进展,巨量转移设备等方面的技术也不乏新动态。Micro LED
锂硫电池具有超高的理论能量密度(2600 Wh·kg-1),被认为是一种最具研究和应用价值的下一代高比能二次电池体系之一。此外,所用硫磺廉价、环境友好的特性又使该体系极具商业价值。然而,单质硫和放电产物硫化锂的电导率极低,导致硫正极可逆容量低;充放电中间产物多硫化锂易溶于电解液,穿过隔膜并扩散至锂金属,产生“穿梭效应”,导致电池循环效率低和寿命短。单质硒,与硫属于同一元素主族,具有更高的电导率(S