石墨烯基柔性应力/应变传感器的设计、构筑与性能研究
发布时间：2023-04-05 06:03
在互联网时代向移动互联网时代发展的进程中,电子设备实现了便携化、小型化等变革。然而在向下一个物联网时代迈进时,传统应力/应变传感器因不具备延展性、可穿戴等特性,将逐渐失去在柔性电子领域的竞争力。此外,新型应力/应变传感器的性能、工艺成本及多功能化等都是急需研究和亟待解决的问题。本论文立足于二维材料石墨烯在电学性能和机械性能上的强大优势,以微纳技术为手段,通过实验与理论分析相结合,研制出了多种新型应力/应变传感器,并对器件的性能及应用进行了较为系统深入的研究,为促进并拓展柔性电子器件的发展与应用提供了基础。论文的主要研究工作包括以下几个方面:采用低压CVD(chemical vapor deposition,化学气相沉积)法在铜箔基底上制备了少层石墨烯薄膜,并与PET(polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)基底结合构建了高度透明的单片式柔性应力/应变传感器。器件基于线性变阻原理,针对导体的应力加载,可准确实现一维应力定位,定位灵敏度高达23.2%.mm-1 在可见光范围内,器件透明度高达80%,对应力加载对象具有识别能力,最快响应时间为18.1 ms...
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
2.1 柔性应力/应变传感器
2.1.1 柔性应力/应变传感器的工作原理
2.1.2 柔性应力/应变传感器的材料体系
2.2 压阻式柔性应力/应变传感器
2.2.1 基于金属活性层的压阻式柔性应力/应变传感器
2.2.2 基于碳活性层的压阻式柔性应力/应变传感器
2.2.3 基于金属-碳复合活性层的压阻式柔性应力/应变传感器
2.3 石墨烯基柔性应力/应变传感器的研究现状及发展前景
2.3.1 石墨烯基柔性应力/应变传感器的研究现状
2.3.2 石墨烯基柔性应力/应变传感器的发展前景
2.4 本文的研究目的与内容
3 基于石墨烯薄膜的透明柔性应力/应变传感器
3.1 单片式透明柔性应力/应变传感器
3.1.1 石墨烯薄膜的制备与表征
3.1.2 单片式透明柔性应力/应变传感器的构建
3.1.3 单片式透明柔性应力/应变传感器的性能研究
3.2 双片式透明柔性应力/应变传感器
3.2.1 双片式透明柔性应力/应变传感器的构建
3.2.2 双片式透明柔性应力/应变传感器的性能研究
3.2.3 双片式透明柔性应力/应变传感器的优化
3.3 单/双片式透明柔性应力/应变传感器的应用研究
3.3.1 单片式应力/应变传感器的应用研究
3.3.2 双片式应力/应变传感器的应用研究
3.4 本章小结
4 基于rGO泡沫颗粒的可拉伸应力/应变传感器
4.1 rGO/DI高延展性应力/应变传感器
4.1.1 rGO/DI活性层的制备与表征
4.1.2 rGO/DI高延展性应力/应变传感器的构建
4.1.3 rGO/DI高延展性应力/应变传感器的性能研究
4.2 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器
4.2.1 rGO/Fiber活性层的制备与器件构筑
4.2.2 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器的机理分析
4.2.3 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器的性能研究
4.3 rGO基可拉伸应力/应变传感器的应用研究
4.3.1 rGO/DI高延展性应力/应变传感器的应用研究
4.3.2 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器的应用研究
4.4 本章小结
5 基于石墨烯泡沫骨架的多功能应力/应变传感器
5.1 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的构建与表征
5.1.1 GFs/MSR活性层的制备与表征
5.1.2 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的构建
5.2 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的性能研究
5.2.1 多功能应/应变传感器对压应力的响应特性研究
5.2.2 多功能应力/应变传感器对拉应变的响应特性研究
5.3 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的应用研究
5.3.1 多功能应力/应变传感器用于人体活动监测
5.3.2 多功能应力/应变传感器用于柔性触摸面板
5.4 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3782875
【文章页数】：129 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 绪论
2.1 柔性应力/应变传感器
2.1.1 柔性应力/应变传感器的工作原理
2.1.2 柔性应力/应变传感器的材料体系
2.2 压阻式柔性应力/应变传感器
2.2.1 基于金属活性层的压阻式柔性应力/应变传感器
2.2.2 基于碳活性层的压阻式柔性应力/应变传感器
2.2.3 基于金属-碳复合活性层的压阻式柔性应力/应变传感器
2.3 石墨烯基柔性应力/应变传感器的研究现状及发展前景
2.3.1 石墨烯基柔性应力/应变传感器的研究现状
2.3.2 石墨烯基柔性应力/应变传感器的发展前景
2.4 本文的研究目的与内容
3 基于石墨烯薄膜的透明柔性应力/应变传感器
3.1 单片式透明柔性应力/应变传感器
3.1.1 石墨烯薄膜的制备与表征
3.1.2 单片式透明柔性应力/应变传感器的构建
3.1.3 单片式透明柔性应力/应变传感器的性能研究
3.2 双片式透明柔性应力/应变传感器
3.2.1 双片式透明柔性应力/应变传感器的构建
3.2.2 双片式透明柔性应力/应变传感器的性能研究
3.2.3 双片式透明柔性应力/应变传感器的优化
3.3 单/双片式透明柔性应力/应变传感器的应用研究
3.3.1 单片式应力/应变传感器的应用研究
3.3.2 双片式应力/应变传感器的应用研究
3.4 本章小结
4 基于rGO泡沫颗粒的可拉伸应力/应变传感器
4.1 rGO/DI高延展性应力/应变传感器
4.1.1 rGO/DI活性层的制备与表征
4.1.2 rGO/DI高延展性应力/应变传感器的构建
4.1.3 rGO/DI高延展性应力/应变传感器的性能研究
4.2 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器
4.2.1 rGO/Fiber活性层的制备与器件构筑
4.2.2 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器的机理分析
4.2.3 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器的性能研究
4.3 rGO基可拉伸应力/应变传感器的应用研究
4.3.1 rGO/DI高延展性应力/应变传感器的应用研究
4.3.2 rGO/Fiber高灵敏度应力/应变传感器的应用研究
4.4 本章小结
5 基于石墨烯泡沫骨架的多功能应力/应变传感器
5.1 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的构建与表征
5.1.1 GFs/MSR活性层的制备与表征
5.1.2 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的构建
5.2 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的性能研究
5.2.1 多功能应/应变传感器对压应力的响应特性研究
5.2.2 多功能应力/应变传感器对拉应变的响应特性研究
5.3 GFs/MSR多功能应力/应变传感器的应用研究
5.3.1 多功能应力/应变传感器用于人体活动监测
5.3.2 多功能应力/应变传感器用于柔性触摸面板
5.4 本章小结
6 结论
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3782875
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3782875.html
