СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЦИОННОГО ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИ Советский патент 1974 года по МПК G01N25/56 

1

Изобретение относится ,к измерительной технике, а именно к злагометрии воздуха и газов. Оно может быть применяю в метеорологии, сельском хозяйстве, пря кондиционировании, В различных отраслях нромышлеиности и нри научных исследованиях.

В последние годы широкое раснространение получили гигристоры - сорбцмон-ные датчики влажности воздуха на основе органического нолупроводника (полиакрилонитрила или других нолимеров). датчики обладают высокой чувствительностью, работоспособностью в широком диапазоне температур и влажностей и малыми габаритами.

По существующему в настоящее время спосо:бу изготовления сорбциоииого датчика влажности раствор полиакрило нитрила в диметилформамиде наносят кисточкой вручную на ловерхность стеклянной или керамической подложки поверх процараланной на два электрода пленки металла. Затем заготовку помещают в печь и медленно нагревают до 220- 250° С, носле чего нечь выключают и дают датчику остыть до комнатной температуры. Этот способ обладает рядом недостатков, существенно ухудщающлх характеристики гигриCTOpOiB. Ручное нанесение раствора влагочувствительного вещест1ва не поз1воляет получить его достаточно тонкую пленку, а также добитьсч взаимозаменяемости чувствительных

элементов. Пленка органического вещества в растворе не может быть нанесена на подложку напылением в вакууме. Нанесение влагочувствительной нленки органического полимера в аналогичных решениях не нрименялось, так как при существующих концентрациях полимера IB растворителе не удавалось получить пленки заметной толщины на гладкой поверхности подложки. Применяюпдийся режим термообработки не обеспечивает прочности нленки влагочувствительного вещества, ее хорошей адгезии к подложке, а также получения датчиков с электрическим сопротивлением ниже 10 ом при комнатных

влажностях, что затрудняет их использование без нрименения сложных электрических схем.

Для улучшения адгезии, по вышения механической прочности влагочувствительной

плен:ки и снижения электрического сопротивления датчика нредлагается снособ, по которому 1-3 капли 10%-ного раствора нолиакрилонитрила IB диметилформамиде наносят на нодложку с эл;ектродами, которую вращают

оси центрифуги со скоростью 1-1,5 тыс. об/мин и нагревают со скоростью не свыше 1 град/мин до 150° С и при этой температуре прогревают в течение 2 час, затем повышают температуру до 250°С и снова прогревают в

течение 4 час.

Способ реализуют в следующей .последовательности. Исходный порошок полиакрилоНИтрила растворяют в димегилформамиде в концентрации (то весу). Для убыстрения раст1воре ния этот ородесс -производят нри 50-60° С. Полученный раствор до нанесения на подложку хра«ят в холодильнике нри температуре около 0°С. Затем раствор наносят на стеклянную керамическую или иную изолированную подложку с нанесенными на нее -процарапанными электродами из влагостойкого материала. Подложку заюренляют на о-си центрифуги (в другом вариант1е несколько подложек iMoryT быть установлены в специальном держателе, закреплением на оси) и вращают со скоростью 1-1,5 тыс. об/мин. Раствор полимера наносят на подложку из капельницы (1-3 капли IB зависимости от требуемой толщины пл/енки), inoсле чего заготовка продолжает .вращаться для высыхания избытка растворителя ок-оло 1 мин. Затем загото вку помещают в воздушный термостат и медленно (не свып1е 1 град/мин) нагревают до 150° С. При этой темшературе проводят первый этап термообработки в течение 2 час, во время которого и формируется структура пленки и ее связь с подложкой, обеспечивается ее .высокая -механическая прочность и хорошая адгезия. Затем

температуру так же медленно повышают до 250° С и проводят следующий этал термообработки, заключающийся в прогреве датчика при 250° С в течение 4 час. В это время происходит образование сопряженных двойных связей, что :0буславливает поя1вл--ение полупроводниковых свойств полимера и уменьшение электрическо.го сопротивления датчика. Затем датчику дают остыть до комнатной температуры.

Предмет изобретения

Способ изгото,влеиия сорбционного датчика влажности с влагочувствительной пленкой на основе органических полимеров, отличающийся тем, что, с целью повышения

механической п-рочности вла-гочувствительиой пленки, 1-3 капли 10%-ного раствора полиакрилонитрила в дим-етилфор мамиде наносят на подложку с электрода.ми, которую вращают оси центрифуги со скоростью 1 -1,5 тыс.

об/мин, и нагревают со скоростью не свыше 1 град/м.ин до 150° С и при этой температуре нрогревают в течени-е 2 час, затем повышают температуру до 250°С и снова прогревают в течение 4 час.