Способ изготовления сорбционного датчика влажности

п 11 424 О 58 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик(32) ПриоритетОпубликовано 15,04.74, Бюллетень14Дата опубликования описания 20.09.74 1) М, Кл. б 01 п 25,56 Государственный камит Совета Министров ССС ва делам изобретенийи открытий 53) Ъ ДК 543.275.1(088,8)(72) Авторы изобретения Коробочкин ган и Агрофизический научно-исследовательский инст(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЦИОННО ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИповышения меха. тагочувствительной ического сопротивя способ, по кото- раствора полиакмамиде наносят на которую вращают остью 1 - 1,5 тыс, оростью це свыше и этой температуре с, затем повышают ова прогревают в Изобретение относится к измерительной технике, а именно к;влагомегрии воздуха и газов. Оно может быть применено в метеорологии, сельском хозяйстве, при коцдиционировании, в различных отраслях промышленно сти и при научных исследованиях.В последние годы широкое распространение получили гигристоры - сорбциопные датчики влажности воздуха ца основе органического полупроводника (полиакрилонитрила или других полимеров). Эти датчики обладают высокой чувствительностью, работоспособностью в широком диапазоне температур и влажностей и малыми габаритами.По существующему в настоящее время способу изготовления сор бцион ного датчика влажности раствор полиакрилонитрила в диметилформамиде наносят кисточкой вручную на,поверхность стеклянной или керамической подложки поверх процарапанной на два электрода пленки металла. Затем заготовку помещают в печь и медленно нагревают до 220 - 250 С, после чего печь выключают и дают датчику остыть до комнатной температуры. Этот, способ обладает рядом недостатков, существенно ухудшающих характеристики гигристоров. Ручное нанесение раствора влагочувствительного вещества не позволяет 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 влагочувствительцой пленки органического по лпмера в аналогичных решениях це применялось, так как црн существующих концентрациях полимера в растворителе це удавалось получить пленки заметной толщ 1 шы ца гладкой поверхности подложки. Применяю щийся режим термообработки не обеспечивает прочности пленки влагочувствительцого вещества, ее хорошей адгезии к подложке, а также получения датчиков с электрическим сопротивлением ниже 10 ом при комнатных 5 влажностях, что затрудняет их использованиебез применения сложных электрических схем,Для улучшения адгезии нической прочности в 20 пленки и снижения электр ления датчика предлагаетс рому 1 - 3 капли 100/О-ного рилонитрила з диметилфор подложку с электродами,25 оси центрифуги со скор об/мин и нагревают со ск 1 град/мин до 150 С и пр прогревают в течение 2 ча температуру до 250 С и сн 30 течение 4 час.424058 Предмет изобретения Составитель В. Гусева Техред Е. БорисоваКорректор Т. Хворова Редактор И, Шубина Заказ 2460/17 Изд. Ио 1510 Тираж 651 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москгь Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 3Способ реализуют в следующей последовательности. Исходный порошок полиакрилонитрила растворяют в д(иметилформамиде в 10%-ной концентрации (по весу), Для убыстрения растворения этот процесс производят при 50 - 60 С. Полученный раствор до нане- сепия на подложку хранят в холодильнике при температуре около 0 С, Затем раствор наносят на стеклянную керамическую или иную изолированную подложку с нанесенными на нее процарапанными электродами из влагостойкого материала. Подложку закрепляют на оси центрифуги (в другом варианте несколько подложек могут быть установлены в специальном держателе, закрепленном на оси) и вращают со скоростью 1 - 1,5 тыс. об/мин. Раствор полимера наносят па подложку из капельницы (1 - 3 капли,в зависимости от требуемой толщины пленки), после чего заготовщика продолжает вращаться для высыхания избытка растворителя около 1 мин. Затем заготовку помещают в воздушный термостат и медленно (не свыше 1 градмин) нагревают до 150 С, При этой температуре 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 этап термообработки, заключающийся в прогреве датчика при 250 С в течение 4 час. В это время про исходит образование сопряженных двойныхсвязей, что обуславливает появление полупроводниковых свойств полимера и уменьшение электрического сопротивления датчика. Затем датчику дают остыть до комнатной тем.10 пер атуры. 15Способ изготовления сорбционного датчика влажности с влагочувствительпой пленкой на основе органических полимеров, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения 20 механической прочности влагочувствительнойпленки, 1 - 3 капли 10%-ного раствора полиакрилонитрила в диметилформамиде наносят на подложку с электродами, которую вращают оси центрифуги со скоростью 1 - 1,5 тыс.25 об/мин, и нагревают,со скоростью не свыше1 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.