專利名稱：電極旁置式柔軟壓敏探頭研制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到柔軟傳感器研制工藝。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，國防與工業(yè)等領(lǐng)域需要可以用來測量狹小曲面層間壓力與位移 的傳感器。但由于層間間隙狹小，接觸面不規(guī)則，給傳統(tǒng)剛性傳感器的安裝帶來了困難。因 而，迫切需要一種薄型柔軟的傳感器，可以柔順地貼附在曲面層間，完成壓力與位移的測量 任務。納米導電高分子復合材料在適當?shù)膶щ娤酀舛认?，具有良好的易加工性和柔韌 性。而且，導電相在高分子基體中形成的導電網(wǎng)絡在壓力或形變作用下呈規(guī)律性變化。因 此，這種材料可以作為薄型柔軟壓力/位移傳感器的敏感材料。但目前采用這種敏感材料 制作的壓敏元件，大多都是將敏感材料置于兩層金屬電極之間，再利用絕緣薄膜對其進行 封裝。雖然絕緣封裝層和敏感材料層都具有柔軟性，但由于剛性金屬電極的存在，使傳感器 敏感探頭部分的柔軟性大大降低，因而無法應用于彎曲程度較大的曲面層間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提出一種電極旁置式柔軟壓敏探頭 研制方法。利用本發(fā)明提出的方法所研制的柔軟壓敏探頭，其敏感區(qū)和傳導區(qū)由柔軟的封 裝材料與壓敏材料構(gòu)成，不含剛性電極，具有柔軟性高、厚度薄、結(jié)構(gòu)簡約、工藝簡單等優(yōu) 點，適合于低成本地研制柔軟型壓敏傳感器。本發(fā)明提出的電極旁置式柔軟壓敏探頭研制方法的技術(shù)方案如下1、將干燥后的納米導電粉末、液態(tài)高分子材料和有機溶劑按一定比例混合，對其 進行大功率機械攪拌和超聲振蕩，使納米導電粉末在混合溶液中分散，并在催化劑和交聯(lián) 劑的作用下，形成納米導電粉末/液態(tài)高分子材料膠狀粘稠物。2、將金屬薄片放置在光滑剛性平板的相應位置作為下層電極，并將其置于微機控 制升降臺的下平臺上。將步驟1中制備的膠狀粘稠物均勻地涂覆在剛性平板上，使下層電 極位于粘稠物的端側(cè)，并使其與壓敏薄膜重疊部分的尺寸符合應用要求。通過微機控制使 固定于上平臺的剛性平板向下移動，將粘稠物擠壓為所需厚度的薄膜。將另一金屬薄片放 置在薄膜的端側(cè)作為上層電極，其位置與下層電極對齊。硫化成型后，柔軟壓敏薄膜與上、 下層電極之間良好地粘接在一起。最后，將柔軟壓敏薄膜的敏感區(qū)、傳導區(qū)和接口區(qū)裁剪為 所需尺寸。3、在液態(tài)高分子材料中加入催化劑和交聯(lián)劑，經(jīng)機械攪拌后，將其涂覆在固定于 升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟2中制備的柔軟壓敏薄膜放置于這層高分子膠狀物之 上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在壓敏薄膜之上，形成高分子-復合材料-高分子的三明 治結(jié)構(gòu)。通過微機控制使固定于上平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所 需厚度的薄膜。硫化成型后，高分子封裝薄膜與柔軟壓敏薄膜之間、高分子封裝薄膜與上、下電極之間良好地粘接在一起。最后，將薄膜裁剪為所需尺寸，并保證復合材料薄膜的中心 軸線與高分子薄膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。本發(fā)明的特點及效果1、本發(fā)明提出的柔軟壓敏探頭的研制方法，將剛性電極設(shè)置在敏感區(qū)和傳導區(qū)之 外，利用導電高分子復合材料本身作為壓敏材料與接口區(qū)的連接導線，從而使傳感器的敏 感域和傳導區(qū)均不包含剛性材料，不但減小了傳感器厚度，降低了敏感探頭結(jié)構(gòu)的復雜程 度，而且大大提高了傳感器敏感探頭的柔軟性，使其可應用于彎曲程度更大的狹小曲面層 間。2、本發(fā)明提出的柔軟壓敏探頭的研制方法，用低成本的高分子材料取代聚酰亞胺 作為壓敏探頭的封裝材料，在保證探頭柔軟性的前提下，不但簡化了制備流程，而且降低了 研制成本。3、本發(fā)明提出的柔軟壓敏探頭的研制方法，利用導電高分子復合材料和硅橡膠材 料在硫化成型過程中的粘連作用，使旁置電極、封裝層和敏感材料層之間粘接良好，因而無 需涂覆熱固膠和熱壓封裝。不但減小了敏感探頭的接觸電阻，而且降低了壓敏探頭結(jié)構(gòu)的 復雜程度，簡化了封裝工藝，節(jié)約了研制成本。


圖1為電極旁置式柔軟壓敏探頭制備流程示意圖。1代表尚未硫化的導電高分子復合材料，2代表下層金屬電極，3代表上層金屬電 極，4代表硫化成型后的復合材料薄膜，5代表壓敏探頭的敏感區(qū)，6代表壓敏探頭的傳導 區(qū)，7代表壓敏探頭的接口區(qū)，8代表裁剪后帶有電極片的復合材料薄膜，9代表尚未硫化的 硅橡膠，10代表硫化成型后的硅橡膠。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例說明本發(fā)明提出的電極旁置式柔軟壓敏探頭研制方法A、將干燥后的納米導電粉末、液態(tài)高分子材料和有機溶劑按一定比例混合，并對 其進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使納米導電粉末在混合溶液中分散，并在催化 劑和交聯(lián)劑的作用下，形成納米導電粉末/液態(tài)高分子材料膠狀粘稠物。B、將金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下層電極2，并將其置于微機控制升降 臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀粘稠物均勻地涂覆在剛性平板上，并保證下層電極2 位于粘稠物1的端側(cè)，同時保證兩者重疊部分的尺寸符合應用要求。將另一金屬薄片放置 在粘稠物1之上作為上層電極3，其位置與下層金屬電極2對齊，如圖1 (1)所示。通過微機 控制固定于上平臺的剛性平板向下移動，將復合材料擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后， 下層電極2與復合材料薄膜4之間、上層電極3與復合材料薄膜4之間良好地粘接在一起， 圖1(2)為其俯視圖。將復合材料薄膜的敏感區(qū)5、傳導區(qū)6和接口區(qū)7裁剪為所需尺寸，如 圖1(3)所示。C、在液態(tài)高分子材料中加入催化劑和交聯(lián)劑，經(jīng)機械攪拌后形成高分子膠狀物， 并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合材料薄膜8放置 于高分子膠狀物9之上，如圖1(4)所示。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜8之上，形成高分子-復合材料-高分子三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于上平臺的剛性平 板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后，復合材料薄膜8被封 裝在硅橡膠10之中。其中，硅橡膠薄膜10與下層電極2之間、復合材料薄膜8與硅橡膠薄 膜10之間、上層電極3與硅橡膠薄膜10之間良好地粘接在一起。最后，按照應用要求將薄 膜裁剪為所需尺寸，并保證復合材料薄膜的中心軸線與高分子薄膜的重合，進而完成敏感 探頭的制備，其剖面圖如圖1(5)所示。實施例1A、將直徑為20-40納米、長度為5-15微米的多壁碳納米管干燥處理后，與室溫硫 化硅橡膠按0.03 1的質(zhì)量比混合，并加入正己烷溶劑，體積比為1 40。對多壁碳納米 管/室溫硫化硅橡膠/正己烷溶劑混合溶液進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使多 壁碳納米管在混合溶液中分散。在二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯的作用下，形成多壁碳 納米管/室溫硫化硅橡膠膠狀粘稠物。B、將厚度為20微米、寬度為0.2厘米的金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下層 電極，并將其置于微機控制升降臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀物均勻地涂在光滑 剛性平板上，并使下層電極與膠狀物重疊的部分長度為1厘米。通過微機控制固定于上平 臺的剛性平板向下移動，將膠狀物擠壓成厚度為30微米的薄膜。將厚度為20微米、寬度為 1厘米的金屬薄片放置在膠狀物端部作為上層電極，其位置與下層電極片對齊。硫化成型 后，將柔軟復合材料薄膜的“敏感區(qū)”部分裁剪為長2厘米、寬2厘米的矩形，將“傳導區(qū)”和 “接口區(qū)”部分裁剪為長25厘米、寬0. 5厘米的矩形，即完成柔軟壓敏薄膜的制備。C、在室溫硫化硅橡膠中加入二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，經(jīng)機械攪拌后形成 高分子膠狀物，并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合 材料薄膜放置于高分子膠狀物之上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜之上， 形成硅橡膠-碳納米管填充硅橡膠復合材料-硅橡膠的三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為厚度為90微米的薄膜。硫化成型 后，碳納米管填充硅橡膠復合材料薄膜被封裝在硅橡膠之中。最后，將該三明治結(jié)構(gòu)裁剪為 長為30厘米、寬為3厘米的薄膜，并保證碳納米管填充硅橡膠復合材料薄膜的中心軸線與 硅橡膠薄膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。實施例2A、將比表面積為780平方米/克的納米炭黑干燥處理后，與室溫硫化硅橡膠按 0.08 1的質(zhì)量比混合，并加入正己烷溶劑，體積比為1 60。對納米炭黑/室溫硫化硅 橡膠/正己烷溶劑混合溶液進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使納米炭黑在混合 溶液中分散。在二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯的作用下，形成納米炭黑/室溫硫化硅橡 膠膠狀粘稠物。B、將厚度為20微米、寬度為0. 25厘米的金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下 層電極，并將其置于微機控制升降臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀物均勻地涂在光 滑剛性平板上，并使下層電極與膠狀物重疊的部分長度為1. 25厘米。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將膠狀物擠壓成厚度為35微米的薄膜。將厚度為20微米、寬 度為0. 25厘米的金屬薄片放置在膠狀物端部作為上層電極，其位置與下層電極片對齊。硫 化成型后，將柔軟復合材料薄膜的“敏感區(qū)”部分裁剪為長1. 5厘米、寬1. 5厘米的矩形，將“傳導區(qū)”和“接口區(qū)”部分裁剪為長30厘米、寬0. 6厘米的矩形，即完成柔軟壓敏薄膜的制備。C、在室溫硫化硅橡膠中加入二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，經(jīng)機械攪拌后形成 高分子膠狀物，并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合 材料薄膜放置于高分子膠狀物之上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜之上， 形成硅橡膠-納米炭黑填充硅橡膠復合材料-硅橡膠的三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后，納米 炭黑填充硅橡膠復合材料薄膜被封裝在硅橡膠之中。最后，將該三明治結(jié)構(gòu)裁剪為長為40 厘米、寬為4厘米的薄膜，并保證納米炭黑填充硅橡膠復合材料薄膜的中心軸線與硅橡膠 薄膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。實施例3A、將比表面積為50平方米/克的石墨烯干燥處理后，與室溫硫化硅橡膠按 0.04 1的質(zhì)量比混合，并加入正己烷溶劑，體積比為1 50。對石墨烯/室溫硫化硅橡膠 /正己烷溶劑混合溶液進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使石墨烯在混合溶液中分 散。在二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯的作用下，形成石墨烯/室溫硫化硅橡膠膠狀粘稠 物。B、將厚度為20微米、寬度為0. 15厘米的金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下 層電極，并將其置于微機控制升降臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀物均勻地涂在光 滑剛性平板上，并使下層電極與膠狀物重疊的部分長度為1. 3厘米。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將膠狀物擠壓成厚度為30微米的薄膜。將厚度為20微米、寬 度為0. 15厘米的金屬薄片放置在膠狀物端部作為上層電極，其位置與下層電極片對齊。硫 化成型后，將柔軟復合材料薄膜的“敏感區(qū)”部分裁剪為長1. 75厘米、寬1. 75厘米的矩形， 將“傳導區(qū)”和“接口區(qū)”部分裁剪為長40厘米、寬0. 5厘米的矩形，即完成柔軟壓敏薄膜 的制備。C、在室溫硫化硅橡膠中加入二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，經(jīng)機械攪拌后形成 高分子膠狀物，并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合 材料薄膜放置于高分子膠狀物之上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜之上， 形成硅橡膠-石墨烯填充硅橡膠復合材料-硅橡膠的三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于上 平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后，石墨烯 填充硅橡膠復合材料薄膜被封裝在硅橡膠之中。最后，將該三明治結(jié)構(gòu)裁剪為長為60厘 米、寬為6厘米的薄膜，并保證石墨烯填充硅橡膠復合材料薄膜的中心軸線與硅橡膠薄膜 的重合，進而完成敏感探頭的制備。實施例4A、將直徑為40-60納米、長度1_2微米的多壁碳納米管干燥處理后，與室溫硫化 硅橡膠按0.04 1的質(zhì)量比混合，并加入正己烷溶劑，體積比為1 50。對多壁碳納米管 /室溫硫化硅橡膠/正己烷溶劑混合溶液進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使多壁 碳納米管在混合溶液中分散。在二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯的作用下，形成多壁碳納 米管/室溫硫化硅橡膠膠狀粘稠物。B、將厚度為20微米、寬度為0. 2厘米的金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下層電極，并將其置于微機控制升降臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀物均勻地涂在光滑 剛性平板上，并使下層電極與膠狀物重疊的部分長度為1. 5厘米。通過微機控制固定于上 平臺的剛性平板向下移動，將膠狀物擠壓成厚度為25微米的薄膜。將厚度為20微米、寬度 為0. 2厘米的金屬薄片放置在膠狀物端部作為上層電極，其位置與下層電極片對齊。硫化 成型后，將柔軟復合材料薄膜的“敏感區(qū)”部分裁剪為長1. 25厘米、寬1. 25厘米的矩形，將 “傳導區(qū)”和“接口區(qū)”部分裁剪為長35厘米、寬0. 8厘米的矩形，即完成柔軟壓敏薄膜的制 備。C、在室溫硫化硅橡膠中加入二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，經(jīng)機械攪拌后形成 高分子膠狀物，并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合 材料薄膜放置于高分子膠狀物之上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜之上， 形成硅橡膠-碳納米管填充硅橡膠復合材料-硅橡膠的三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后，碳納 米管填充硅橡膠復合材料薄膜被封裝在硅橡膠之中。最后，將該三明治結(jié)構(gòu)裁剪為長為50 厘米、寬為5厘米的薄膜，并保證碳納米管填充硅橡膠復合材料薄膜的中心軸線與硅橡膠 薄膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。實施例5A、將比表面積為320平方米/克的納米炭黑干燥處理后，與室溫硫化硅橡膠按 0.06 1的質(zhì)量比混合，并加入正己烷溶劑，體積比為1 55。對納米炭黑/室溫硫化硅 橡膠/正己烷溶劑混合溶液進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使納米炭黑在混合 溶液中分散。在二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯的作用下，形成納米炭黑/室溫硫化硅橡 膠膠狀粘稠物。B、將厚度為20微米、寬度為0. 25厘米的金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下 層電極，并將其置于微機控制升降臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀物均勻地涂在光 滑剛性平板上，并使下層電極與膠狀物重疊的部分長度為1.2厘米。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將膠狀物擠壓成厚度為30微米的薄膜。將厚度為20微米、寬 度為0. 25厘米的金屬薄片放置在膠狀物端部作為上層電極，其位置與下層電極片對齊。硫 化成型后，將柔軟復合材料薄膜的“敏感區(qū)”部分裁剪為長2. 25厘米、寬2. 25厘米的矩形， 將“傳導區(qū)”和“接口區(qū)”部分裁剪為長60厘米、寬0. 5厘米的矩形，即完成柔軟壓敏薄膜 的制備。C、在室溫硫化硅橡膠中加入二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，經(jīng)機械攪拌后形成 高分子膠狀物，并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合 材料薄膜放置于高分子膠狀物之上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜之上， 形成硅橡膠-納米炭黑填充硅橡膠復合材料-硅橡膠的三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于 上平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后，納米 炭黑填充硅橡膠復合材料薄膜被封裝在硅橡膠之中。最后，將該三明治結(jié)構(gòu)裁剪為長為80 厘米、寬為4厘米的薄膜，并保證納米炭黑填充硅橡膠復合材料薄膜的中心軸線與硅橡膠 薄膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。實施例6A、將比表面積為50平方米/克的石墨烯干燥處理后，與室溫硫化硅橡膠按0.05 1的質(zhì)量比混合，并加入正己烷溶劑，體積比為1 50。對石墨烯/室溫硫化硅橡膠 /正己烷溶劑混合溶液進行大功率機械攪拌，同時輔以超聲振蕩，使石墨烯在混合溶液中分 散。在二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯的作用下，形成石墨烯/室溫硫化硅橡膠膠狀粘稠 物。B、將厚度為20微米、寬度為0. 15厘米的金屬薄片放置在光滑剛性平板上作為下 層電極，并將其置于微機控制升降臺的下平臺上。將步驟A中制備的膠狀物均勻地涂在光 滑剛性平板上，并使下層電極與膠狀物重疊的部分長度為1厘米。通過微機控制固定于上 平臺的剛性平板向下移動，將膠狀物擠壓成厚度為30微米的薄膜。將厚度為20微米、寬度 為0. 15厘米的金屬薄片放置在膠狀物端部作為上層電極，其位置與下層電極片對齊。硫化 成型后，將柔軟復合材料薄膜的“敏感區(qū)”部分裁剪為長2厘米、寬2厘米的矩形，將“傳導 區(qū)”和“接口區(qū)”部分裁剪為長55厘米、寬0. 75厘米的矩形，即完成柔軟壓敏薄膜的制備。C、在室溫硫化硅橡膠中加入二月桂酸二丁基錫和正硅酸乙酯，經(jīng)機械攪拌后形成 高分子膠狀物，并將其涂覆在固定于升降臺下平臺的光滑平板上。將步驟B中制備的復合 材料薄膜放置于高分子膠狀物之上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在復合材料薄膜之上， 形成硅橡膠-石墨烯填充硅橡膠復合材料-硅橡膠的三明治結(jié)構(gòu)。通過微機控制固定于上 平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所需厚度的薄膜。硫化成型后，石墨烯 填充硅橡膠復合材料薄膜被封裝在硅橡膠之中。最后，將該三明治結(jié)構(gòu)裁剪為長為75厘 米、寬為5. 5厘米的薄膜，并保證石墨烯填充硅橡膠復合材料薄膜的中心軸線與硅橡膠薄 膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。
權(quán)利要求
1.一種電極旁置式柔軟壓敏探頭，其特征在于，該敏感探頭包括敏感區(qū)、傳導區(qū)和接口 區(qū)三部分。敏感區(qū)和傳導區(qū)包括三層柔軟結(jié)構(gòu)最外兩層為絕緣封裝薄膜，由柔軟的高分子 材料構(gòu)成；中間層為壓敏和傳導薄膜，由柔軟的導電高分子復合材料構(gòu)成。接口區(qū)包括五層 結(jié)構(gòu)最外兩層為由高分子材料構(gòu)成的絕緣封裝薄膜，次外兩層為與后續(xù)電路相連接的金 屬電極，中間層為導電高分子復合材料。
2.如權(quán)利要求1所述的柔軟壓敏探頭，其特征在于，壓敏區(qū)和傳導區(qū)均不含剛性電極， 敏感區(qū)與接口區(qū)之間的信號傳導由導電高分子復合材料來完成。
3.制備如權(quán)利要求1所述的柔軟壓敏探頭的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)、將干燥后的納米導電粉末、液態(tài)高分子材料和有機溶劑按一定比例混合，對其進 行大功率機械攪拌和超聲振蕩，使納米導電粉末在混合溶液中分散，并在催化劑和交聯(lián)劑 的作用下，形成納米導電粉末/液態(tài)高分子材料膠狀粘稠物。(2)、將金屬薄片放置在光滑剛性平板的相應位置作為下層電極，并將其置于微機控制 升降臺的下平臺上。將步驟(1)中制備的膠狀粘稠物均勻地涂覆在剛性平板上，使下層電 極位于粘稠物的端側(cè)，并使其與壓敏薄膜重疊部分的尺寸符合應用要求。通過微機控制使 固定于上平臺的剛性平板向下移動，將粘稠物擠壓為所需厚度的薄膜。將另一金屬薄片放 置在薄膜的端側(cè)作為上層電極，其位置與下層電極對齊。硫化成型后，柔軟壓敏薄膜與上、 下層電極之間良好地粘接在一起。最后，將柔軟壓敏薄膜的敏感區(qū)、傳導區(qū)和接口區(qū)裁剪為 所需尺寸。(3)、在液態(tài)高分子材料中加入催化劑和交聯(lián)劑，經(jīng)機械攪拌后，將其涂覆在固定于升 降臺下平臺的光滑平板上。將步驟( 中制備的柔軟壓敏薄膜放置于這層高分子膠狀物之 上。再將剩余的高分子膠狀物涂覆在壓敏薄膜之上，形成高分子-復合材料-高分子的三明 治結(jié)構(gòu)。通過微機控制使固定于上平臺的剛性平板向下移動，將上述三明治結(jié)構(gòu)擠壓為所 需厚度的薄膜。硫化成型后，高分子封裝薄膜與柔軟壓敏薄膜之間、高分子封裝薄膜與上、 下電極之間良好地粘接在一起。最后，將薄膜裁剪為所需尺寸，并保證復合材料薄膜的中心 軸線與高分子薄膜的重合，進而完成敏感探頭的制備。
4.如權(quán)利要求3所述的柔軟壓敏探頭研制方法，其特征在于，用低成本的高分子材料 取代聚酰亞胺作為壓敏探頭的封裝材料，用導電高分子復合材料作為壓敏材料和傳導材 料。
5.如權(quán)利要求3所述的柔軟壓敏探頭研制方法，其特征在于，利用導電高分子復合材 料和高分子材料在硫化成型中的粘連作用，使旁置電極、封裝層和敏感材料層良好地粘接 在一起，從而取代涂覆熱固膠和熱壓封裝的傳統(tǒng)方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電極旁置式柔軟壓敏探頭研制方法，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。該探頭由敏感區(qū)、傳導區(qū)和接口區(qū)組成。敏感區(qū)和傳導區(qū)包括三層柔軟結(jié)構(gòu)中間層由導電高分子復合材料構(gòu)成，最外兩層為絕緣封裝薄膜；接口區(qū)包括五層結(jié)構(gòu)中間層為導電高分子復合材料，次外兩層為與后續(xù)電路連接的金屬電極，最外兩層為絕緣封裝薄膜。導電高分子復合材料是利用溶液混合法將納米導電粉末分散到高分子基體中制備而成。絕緣封裝薄膜是利用催化劑和交聯(lián)劑使液態(tài)高分子材料硫化成型制備而成。利用本發(fā)明提出的方法研制的壓敏探頭，其敏感區(qū)和傳導區(qū)不含剛性電極，具有柔軟性高、厚度薄、結(jié)構(gòu)簡約、工藝簡單、成本低等優(yōu)點，特別適用于曲面層間壓力與位移測量。
文檔編號G01L1/16GK102141451SQ201110084610
公開日2011年8月3日 申請日期2011年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月6日
發(fā)明者劉黃海, 王璐珩, 王雪婷, 馬芳芳 申請人:東北大學