تغییر حساسیت و محدوده ی دینامیک حسگر رطوبت لایه ضخیم دی اکسید تیتانیوم با استتفاده از noitangerpmi leg-los
تهران
فرامرز حسین بابایی
کارشناسی
صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
۸۷
الکترونیک
رطوبت سنج های سرامیکی در حال حاضر رقیب اصلی رطوبت سنج های پلیمری هستند. این نوع حسگرها از لحاظ پایداری دمایی و مکانیکی بر پلیمر ها برتری دارند و نسبت به از عمر طولانی تری برخوردارند در این کار پژوهشی عملکرد حسگرهای رطوبت لایه ضخیم دی اکسید تیتانیم ساخته شده باnoitangerpmi leg-loS مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا دی اکسید تیتانیم به روشgnitsaC pilS برروی زیرپای کوارتز نشانده شد. اتصال بین لایه نشانده شده و زیر پای کوارتز در محدود دمایی 008 -C 0001 C چندان مطلوب نبود. برای ایجاد چسبندگی بیشتر دمای تفجوشی را تا دمای 0511 C بالا بردیم . اگرچه در این دما چسبندگی مطلوب حاصل شد لیکن به دلیل کاهش تخلخل در ساختار لایه ضخیم ، عملا استفاده از این حسگر در دمای پایین مقدور نبود. در ادامه لای دی اکسید تیتانیم بر روی زیر پایه ای از جنس آلومینو-فرو-کروم نشانده شد. نفوذ پذیری بالاتر آلومینو-فرو-کروم نسبت به کوارتز سبب می شود که در دمای تفجوشی مشابه، چسبندگی لای دی اکسید تیتانیوم به زیر پایه بیشتر باشد. پس از مرحل تفجوشی، نمونه ها با استفاده از خمیر نقره و سیم پلاتین الکترود گذاری شده، به عنوان حسگر رطوبت مورد بررسی قرار گرفتند. محدود رطوبت نسبی مورد مطالعه از %4 تا %001 قابل تغییر بوده و پاسخ حسگر در محدود فوق مطالعه گردید. این حسگرها نه تنها در محدود رطوبت نسبی کمتر از %05 از خود حساسیتی نشان نمی دادند، بلکه در محدود دینامیکی خود نیز (001%-%05) حساسیت پایینی داشتند. برای بهبود حساسیت و وسیع تر کردن محدود دینامیک این حسگرها لازم بود که توزیع انداز حفرات لایه های نشانده شده تغییر نماید، برای همین منظور از روشی موسوم به noitangerpmi leg-loS استفاده شد. در این روش مقدار معینی از محلول آلکوکسیدصتیتانیوم را بر روی لایه ضخیم 2OiT اعمال نمودیم. سپس نمونهصها در دمای اتاق خشک شده و به مدت نیم ساعت در دمای 003 C قرار گرفتند. نتیج این روش افزایش حساسیت و وسیعتر شدن محدود دینامیکی حسکرها بود. زیر ساختار هم نمونه های ساخته شده مورد بررسی قرار گرفت و تابع توزیع انداز حفرات و ذرات این حسگرها مقایسه گردید. با تعیین ارتباط بین تخلخل حسگرهای ساخته شده و محدود رطوبت نسبی قابل اندازه گیری توسط آنها، نقش اساسی تابع توزیع انداز حفرات در حساسیت به رطوبت نمونه های مشخص شده از آن به عنوان راه کاری برای کنترل باز اندازه گیری حسگرها استفاده گردید.