压阻效应

摘要： 针对传统悬浮式石墨烯压力传感器存在量程小、体积大、非线性度高等问题,设计了一种膜-岛结构的宽量程石墨烯MEMS压力传感器。使用COMSOL有限元仿真软件和噪声分析法对弹性膜片及石墨烯敏感单元尺寸进行优化设计。结果表明:在0~25 MPa范围,传感器最大应变为0.314%,固有频率高达1.3534 MHz;采用TSV垂直互联技术实现压力传感器芯片的三维集成,芯片封装尺寸仅为2 mm×2 mm。本文设计的石墨烯MEMS压力传感器具有体积小、集成度高、固有频率高、量程宽等特点,对未来高性能石墨烯压力传感器及其他石墨烯力学传感器设计和应用具有指导意义。

摘要： 碳化硅材料凭借其具有一定的压阻效应、较大的带隙、较强的抗腐蚀性能等优点,在压力传感器领域有不错的应用前景,可广泛应用于高温、强辐射、强腐蚀等硅材料无法胜任的极端恶劣的环境中。本文以国内碳化硅高温压力传感器的研究现状为背景,简单介绍几种不同结构类型的碳化硅高温压力传感器。

摘要： 以碳纤维、石墨为导电相材料,掺入粉煤灰和硅灰制备导电混凝土,研究了粉煤灰、硅灰的掺量对导电混凝土抗冻融性能的影响,定义了压阻效应稳定性的指标,探究了压阻效应稳定性随冻融循环的变化规律,建立了导电混凝土在冻融循环下的电阻率演化模型和压阻效应稳定性模型.研究结果表明:在导电混凝土中加入粉煤灰、硅灰可有效提高其抗冻融能力;当粉煤灰、硅灰总掺量相同时,较高掺量的粉煤灰可以提升导电混凝土压阻效应的稳定性.

摘要： 研究了碳纤维长度和掺量对水泥稳定碎石材料弯拉强度的影响,测试碳纤维增强水泥稳定碎石在加载过程中的电阻率变化规律,分析利用材料压阻效应实现抗裂自感知的可行性。研究结果表明:碳纤维可以增强水泥稳定碎石的弯拉强度,提高其抗裂性;碳纤维掺量高于0.25%的水泥稳定碎石在弯拉破坏时,电阻率出现明显的突变,材料对裂缝的感知较为灵敏;可以采用长度为3mm、体积掺量为0.5%的碳纤维水泥稳定碎石作为智能道路监测的自感知材料。

摘要： 为了深入探讨碳纳米管水泥砂浆的电导特性,在细观力学的基础上提出了预测碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的数学模型.该模型基于Mori-Tanaka方法,考虑碳纳米管之间的隧穿电导,可求出碳纳米管复合水泥基体的有效电导;此外,还考虑了应变作用下孔隙水离子电导随空隙连通性变化对碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的影响,根据试验结果拟合出相关预测参数.结果表明:考虑离子电导的影响,根据提出的预测模型求出的压阻效应预测值与试验结果符合较好.

摘要： 碳纳米管水泥基复合材料具有多尺度的非均一性,其宏观尺度的性能是其各级低阶尺度本质的偶联映射,故而多尺度分析碳纳米管水泥基复合材料性能机理至关重要.本文从宏观、细观、微观和纳观四个尺度,综述了碳纳米管水泥基复合材料压阻效应的多尺度试验、机理和模型等方面的研究进展.总结了现有研究在骨料、孔隙结构、界面过渡区、外部环境因素以及理论模型等方面存在的局限或不足,并提出微纳观结构、理论模型等方面需进一步研究.

摘要： 面内随机堆叠石墨烯复合材料(graphene composites,GC)是可穿戴柔性传感器的基础材料之一,但是其压阻传感机理与压阻性能仍然有待深入研究.本文基于GC的微观结构特征,利用0～1间均匀分布随机数获得石墨烯在复合材料中的位置和方向,建立了二维GC压阻传感器模型.根据GC均匀变形的特点和有限单元法发展了GC压阻性能的计算方法,计算得到了相对电阻、灵敏度系数、石墨烯片的微观形态与电流密度云图.研究结果表明,GC中的压阻效应是由于在变形过程中石墨烯形态的改变,包括GC中石墨烯片的密度随应变变化、石墨烯片滑移、分离导致电子迁移路径和无效片数量的改变,而GC中石墨烯片密度随应变的变化是影响压阻效应的主要因素.石墨烯片间的相对滑移产生线性传感特征,分离反之.高面分比GC与大尺寸石墨烯的GC拥有较大的感知范围,低面分比GC和小尺寸石墨烯的GC具有更高的灵敏度系数.最后将接触面的面内电阻率设为应变的函数,研究了石墨烯片的接触效应对GC压阻性能影响,解释了GC压阻性能的接触效应和影响机理.研究结论可为GC生产方法的改进与创新、以及GC压阻传感器件的制备提供理论依据和技术参考.

摘要： 碳化硅因其优越的半导体性质和物理性质,在传感器领域具有广阔的应用前景.采用第三代半导体碳化硅材料制备的高温压力传感器可在高温的恶劣环境下表现出极佳的稳定性,实现对压力的准确测量,相关研究工作备受业界关注.针对当前碳化硅传感器研制尚处在初级阶段的现实,介绍几种不同类型的碳化硅压力传感器,并对传感器的设计与制作工艺进行比较分析.基于对碳化硅压力传感器国内外研究现状的简述,分析了当下主流的封装结构,兼对设计、制作所面临的问题进行深入探讨.

摘要： 通过四次烘干和三次吸湿试验,考察了湿度变化对多壁碳纳米管复合水泥砂浆(MWCNTs/CM)的电阻和压阻效应的影响,并与素水泥砂浆(CM)进行对比.结果表明:在试件湿度较大时,烘干和吸湿对MWCNTs/CM和CM电阻的影响较小,而当试件湿度较低时(第三次烘干及第一次吸湿后,湿度变化比低于1％时),电阻随着湿度的降低突然增加,并且湿度变化对CM电阻的影响程度显著高于MWCNTs/CM.同样,当试件湿度较大时,烘干和吸湿对MWCNTs/CM和CM压阻效应的影响较小,当试件湿度较低时(在第三次烘干后),CM和MWCNTs/CM的压阻效应显著增强,并且湿度变化对CM压阻效应的影响显著高于MWCNTs/CM.研究还表明,在湿度变化量大致相同时,吸湿过程中CM和MWCNTs/CM达到渗流阈值附近时压阻效应高于烘干过程.最后,初步探讨了MWCNTs/CM压阻效应随湿度变化的作用机理,给出了MWCNTs/CM压阻效应随湿度变化的等效电路模型.

摘要： 压敏导电复合材料由于具有良好的压力敏感性和电导性在智能包装领域具有广泛应用的潜力。而压阻效应是压敏导电材料的基础。本文论述了压敏导电材料和普通导电材料的差异和联系，进一步阐述了压阻效应的含义和原理。根据电阻和压力的关系，压阻效应分为正压阻效应和负压阻效应。从压阻效应开关型和电阻型的两种表现形式出发，讲述了压敏导电材料在包装领域中的应用。以Ag颗粒作为核，我们制备了粒径在100μm的压敏导电微胶囊，通过压力作用，它们表现出了优异的压敏特性和导电性能。

摘要： 力传感器作为测试仪器及机械力操作系统的主要元件广泛应用于军事与工业领域。随着微机电系统(MEMS)技术的不断发展，越来越多的学者与科研机构开始对微观世界进行深入研究，传统的力传感器己不能满足在MEMS系统中微尺度结构力学性能的研究，如：机器人触觉系统中的微力测量与加载、微纳器件装配中的微力监测、人体微血管张力测量、生物技术、细胞操作以及微纳制造技术等领域中对微力测量与控制的需要。针对以上问题，基于压阻效应，结合MEMS技术设计制作了～种硅微微力探针传感器，该传感器可测量三维微牛(μN)量级的力。本文主要研究开发该传感器的性能测试系统。

摘要： 磁流变弹性体在机器人触觉传感器应用领域具有较好的前景，磁流变弹性体具有显著的压阻效应,是一种新型的柔性触觉传感材料.本文实验研究了颗粒填充浓度、电压对其压阻特性的影响机制,显示两者与压阻效应呈正相关.由于各向同性磁流变弹性体的电阻值过大,故在成型过程中采用预结构化工艺对其内部结构进行优化,可使阻值降低达106倍,有效提高了可应用性.针对磁流变弹性体的压阻效应建立了导电通道网络结构模型,阐述了其导电机理,在此基础上分析了预结构化对导电通道网络结构的作用机制.结果显示理论模型与实验数据有着较高的吻合度.

摘要： 提出了采用硅压阻式原理研制数字气压计的方案,该方案利用硅的压阻效应测量大气压力,同时,综合考虑到环境温度的变化会引起传感器零点漂移和灵敏度漂移,利用多传感器信息融合的处理方法,实现传感器的温度补偿及非线性修正.在恒流供电条件下,对传感器进行了静态温度标定,在-40°C～50°C使用温度范围内,测量绝对误差在±0.2hPa范围内.

摘要： 为了研究导电高聚物复合材料体系在高压高应变率条件下荷载-电阻效应，制作了以聚酰胺（尼龙6）为基体，碳纳米管（CNT）和不锈钢纤维（SSF）为填充物的导电高聚物复合材料试样，对实验方案进行了多次设计与优化，最终得出能够较好反映应力-电阻之间关系的实验方案。为了冲击过程更加明晰，进行了ANSYS/LS-DYNA有限元动态性能分析。结果表明，该实验方案有效，能够很好反映导电高聚物高压应力与电阻变化之间的关系。为了解释冲击荷载电阻效应的内在联系，对单电子移动进行了分析，建立了导电高聚物复合材料动态导电模型，解释了碳纳米管和不锈钢纤维填充聚酰胺复合材料体系在冲击荷载作用时的电阻现象。

摘要： 本文提出一种内嵌应变式压力感应器的液晶显示屏,高灵敏度的应变式压力感应器设置于5.9"FHD LTPS显示器外围区域.分析其压力传感器特性的影响因素,包括盖板玻璃和基板玻璃厚度,为后续产品设计提供参考.

摘要： 本文提出一种内嵌应变式压力感应器的液晶显示屏,高灵敏度的应变式压力感应器设置于5.9"FHD LTPS显示器外围区域.分析其压力传感器特性的影响因素,包括盖板玻璃和基板玻璃厚度,为后续产品设计提供参考.

摘要： 本文提出一种内嵌应变式压力感应器的液晶显示屏,高灵敏度的应变式压力感应器设置于5.9"FHD LTPS显示器外围区域.分析其压力传感器特性的影响因素,包括盖板玻璃和基板玻璃厚度,为后续产品设计提供参考.

摘要： 为了研究导电高聚物复合材料体系在高应变率状态下荷载-电阻效应,制作了以聚酰胺(尼龙6)为基体,碳纳米管和不锈钢纤维为填充物的导电高聚物复合材料试样,对实验方案进行了多次设计与优化,最终得出能够较好反映应力-电阻之间关系的实验方案。为了验证实验是否可靠,进行了ANSYS有限元动态分析。结果表明,该实验方案正确有效,能够很好反映导电高聚物高压应力与电阻变化之间的关系。为了解释冲击荷载电阻效应的内在联系,对实验后的试样进行了SEM电镜实验。通过细观分析,提出了电子冲击力的概念,建立了导电高聚物复合材料动态导电模型,解释了碳纳米管填充聚酰胺复合材料体系在冲击荷载作用时有趣的电阻现象。

摘要： 一种基于压电效应和压阻效应多模态耦合的微型电场传感器件，包括沿水平方向放置的半导体薄膜，所述半导体薄膜的下方设有水平方向放置的衬底，所述半导体薄膜与衬底之间通过中间夹层支撑形成腔体结构，所述半导体薄膜的上表面均设有压阻材料，所述压阻材料包括横向‑横向模态的压电膜、横向‑纵向模态的压电块，横向‑横向模态中，所述半导体薄膜的顶面设有压电膜；横向‑纵向模态中，所述半导体薄膜的底面设有压电块。其有益效果是：体积小、集成程度高，有效降低电路温漂、降低零点漂移、提升测量精度，可实现宽频带、高场强及复杂环境下的电场准确测量，在带电情况下也可进行。

摘要： 一种具有压阻效应的柔性振动传感器，属于柔性功能电子材料及新型传感器技术领域。所述柔性振动传感器包括敏感材料和导电电极，敏感材料包括碳纳米管膜、以及附着于碳纳米管膜上的氧化锌颗粒，其中，所述碳纳米管膜的厚度为50～80μm，氧化锌颗粒尺寸为200～500nm，碳纳米管与氧化锌的质量比为(12～15):1。本发明传感器的敏感材料包括碳纳米管膜和氧化锌颗粒。一方面，底层的碳纳米管膜具有三维导电网络结构，撞击引起的物体振动导致敏感材料表面振动而发生形变，进而改变碳纳米管的三维导电网络的电阻；另一方面，氧化锌具有压阻效应，撞击引起的物体振动也能引起氧化锌层的电阻变化，有效增强了振动传感器的灵敏度。

摘要： 一种基于静电力和压阻效应的微型电场传感器件的制备工艺流程，基于SOI晶片进行制备，包括以下步骤：刻蚀对准标记、离子注入及激活、湿法腐蚀体硅、释放欧姆接触区及薄膜表面、制备金属电极、体硅释放、埋氧层释放、器件硅释放、切割装配、封装。其有益效果是：设计针对基于静电力和压阻效应的微型电场传感器件的制备工艺流程，实现了传感器件的批量大规模生产，降低传感器件成本，同时保证了传感器的可靠性。工艺的优化保证了工艺步骤的最简化和生产周期的最小化。

摘要： 本发明公开了一种具有负压阻效应的织物传感器及其应用，选用弹性针织基布为基材，浸渍于含石墨烯导电材料分散液中，通过搅动和按压，增加浸渍率，取出烘干，重复上述操作1次至多次；然后经水合肼还原，清洗烘干，获得经涂层复合的织物传感器；在织物上设置至少两个电极，通过导电银胶、铝箔、铜导线等与外接电流源和电压测量仪器连接的，通过其对拉伸、刺压，扭转，摆动等应变的压阻效应的表征，实现具有负压阻效应的应变传感。该织物传感器工艺简单，易操作，生产成本低，功能稳定，有良好的科学价值和效益前景，形制用途多样，有利于在人体生理与防护监测、功能与智能纺织品领域的应用，市场应用前景广。

摘要： 本发明涉及基于石墨烯压阻效应的微波功率传感器，包括衬底、共面波导传输线、质量块、固支梁和石墨烯压阻块；衬底上中间设置共面波导传输线且衬底上两边设置地线，固支梁固定在地线上且共面波导传输线位于固支梁下方；质量块位于固支梁上方，石墨烯压阻块位于共面波导传输线和固支梁中间；石墨烯压阻块的一端通过第一传输线与电流输入端口相连，石墨烯压阻块的另一端通过第二传输线与电流输出端口相连。本发明的传感器利用石墨烯的压阻效应，不仅极大地提高了传感器的灵敏度，并且由于石墨烯零带隙的特殊结构，还能提高微波信号检测功率的精度和系统本身的稳定性，同时具有体积小、便于集成、结构简单等诸多优点。

摘要： 一种基于压电效应和压阻效应多模态耦合的微型电场传感器件，包括沿水平方向放置的半导体薄膜，所述半导体薄膜的下方设有水平方向放置的衬底，所述半导体薄膜与衬底之间通过中间夹层支撑形成腔体结构，所述半导体薄膜的上表面均设有压阻材料，所述压阻材料包括横向‑横向模态的压电膜、横向‑纵向模态的压电块，横向‑横向模态中，所述半导体薄膜的顶面设有压电膜；横向‑纵向模态中，所述半导体薄膜的底面设有压电块。其有益效果是：体积小、集成程度高，有效降低电路温漂、降低零点漂移、提升测量精度，可实现宽频带、高场强及复杂环境下的电场准确测量，在带电情况下也可进行。

摘要： 本发明适用于螺栓压力检测技术改进领域，提供了基于压阻效应的螺栓套管压力检测方法，包括：S1、在制作硅胶套管时将套管的尾部区域分为三个区域；S2、在每个区域内布置一压阻式传感器并将导线从套管顶部伸出；S3、将导线与外接测量电路连接，在松紧膨胀螺栓的螺母过程中套管受到挤压变化使压阻式传感器的压力变化获取电压变化值；S4、根据电压变化值计算出套管受到的压力值，根据压力值判断膨胀螺栓的膨胀程度及抗拔力。在进行工程安装时，可以根据函数式将硅胶套管压力取值区间转化为电压表读数区间，获得精确的抗拔力。

摘要： 本发明公开了一种具有压阻效应的导电木质海绵及其制备方法和应用，该制备方法包括：1)将天然轻木依次经过漂白、木质素脱除、半纤维素脱除、洗涤、冷冻、冷冻干燥，以得到具有层状结构的木质海绵；2)将所述木质海绵于所述导电纳米材料溶液中进行浸渍；在浸渍完成后，将所述木质海绵取出、反复挤压，然后干燥，以得到导电木质海绵；其中，所述导电纳米材料溶液中导电纳米材料选自石墨烯、碳纳米管、炭黑和Mxene中的至少一种。该导电木质海绵解决了现有技术中导电气凝胶或导电海绵成本高昂、加工繁琐和环保性能差的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于热电和压阻效应的双螺旋柔性织物基智能防火线，涉及柔性电子技术领域；并且还提供了该种防火线的制备方法，防火线本身包括柔性中心导电芯、双螺旋中间功能层和外部阻燃层。进一步的，外部阻燃层为带有阻燃剂的热收缩织物套管防火层，双螺旋中间功能层为带有热敏感导电材料的管状阻燃玻璃纤维织物。本发明针对防火线本身包括柔性中心导电芯、双螺旋中间功能层和外部阻燃层这些，分别提供了各自的制备工艺。本发明可以广泛应用，尤其是利用本发明的智能防火线编织而成的智能装饰材料可以用于高层建筑楼内的智慧消防工程中，可以作为高层建筑场所装饰材料时，以及编织而成的智能防火服饰可以用于监测消防救援人员的动作识别。

摘要： 本实用新型涉及监测装置的技术领域，具体为一种碳纳米管水泥基材料压阻效应的监测装置，包括监测体，监测体内嵌有两金属网片，金属网片的端部均固定连接有位于监测体上的接线柱，监测体与金属面垂直的两侧开设有通槽；还包括电源模块和数据采集模块，电源模块与两金属网片构成回路，数据采集模块用于采集回路中的电信号；两金属网片异面平行；通槽的横截面为梯形，梯形的长边与监测体的侧面齐平。采用本方案能够降低监测体产生局部缝隙的可能，提高监测体与其接触的工程结构的协同形变能力，保证压阻效应监测的准确性。