Способ изготовления сорбционного датчика влажности

(и) 424058

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 22.08.72 (21) 1825884/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень ¹ 14

Дата опубликования описания 20.09.74 (51) М. Кл. G 01п 25 56

Государственный камитет

Ссвета Министрае СССР ва делам иеесретений и аткрытий (53) УДК 543.275.1(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Коган и И. В. Коробочкин

Агрофизический научно-исследовательский институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОРБЦИОННОГО

ДАТЧИКА ВЛАЖНОСТИ

Изобретение относится .к измерительной технике, а именно к;влаго мегрии воздуха и газов. Оно может быть применено в метеорологии, сельском хозяйстве, при кондиционировании, в различных отраслях промышленно сти и при научных исследованиях.

В последние годы широкое распространение получили гигристоры — сорбц иопные датчики влажности воздуха на основе органического полупроводника (полиакрилонитрила или других полимеров). Эти датчики обладают высокой чувствительностью, работоспособностью в широком д иапазоне температур и влажностей и малыми габаритами.

iHo существующему в настоящее время способу изготовления сор бцион ного датчика влажности раствор полиа крилонитрила в диметилформа миде наносят .кисточкой вручную на,поверхность стеклянной ил и 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. Нанссеннс влагочувст|вительной пленки органического полимера в аналогичных решениях не применялось, так как прн существующих концентрациях полим"pa в растворителе не удавалось получить пленки заметной толщ1шы на гладкой поверхности подложки. Применяю10 щийся режим термообработки не обеспечивает прочности пленки влагочувствительного вещества, ее хорошей адгезии к подложке, а также получения датчиков с электрическим сопротивлением ниже 10 ом при комнатных

15 влажностях, что затрудняет их использование без применения сложных электрических схем, Для улучшения адгезии, повышения механической прочности влагочувствительной

20 пленки и снижения электрического сопротивления датчика предлагается способ, по которому 1 — 3 капли 10 ô-ного раствора полиакрилонитрила з диметнлформамиде наносят на подложку с электродами, которую вращают

25 оси центрифуги со скоростью 1 — 1,5 тыс. об/мин и нагревают со скоростью не свышс

1 град/мин до 150 С и при этой температуре прогревают в течение 2 час, затем повышают температуру до 250 С и снова прогревают в

30 течение 4 час.

424058

Предмет изобретения

Составитель В. Гусева

Техред Е. Борисова

Корректор Т. Хворова

Редактор И. Шубина

Заказ 2460/17 Изд. И 1510 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москя,, 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ реализуют в следующей последовательности. Исходный порошок полиакрилонитрила растворяют в д иметилформамиде в

10о -ной концентрации (по весу). Для убыстрения pBcTlBopBHHH этот .процесс производят при 50 — 60 С. Полученный раствор до нанесепия на подложку хранят в холодильнике при температуре около 0 С. Затем раствор наносят на стеклянную керамическую или иную изолированную подложку с на несенными 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 заготовка продолжает вращаться для высыха ния избытка растворителя около

1 мин. Затем загото вку помещают в воздушный термостат и медленно (не свыше

1 град мин) нагревают до 150 С, При этой тем пературе проводят первый эта п термообработки в течение 2 час, во время которого и формируется структура пленки и ее связь с подложкой, обеспечивается ее,высокая, механичес кая прочность и хорошая адгезия. Затем температуру так же медленно повышают до

250 С и про водят следующий этап термообработки, заключающийся в прогреве датчика

cpm 250 С в течение 4 час. В это время происходит образование со пряженных двойных связей, что .обуславливает появление полупроводниковых свойств полимера и уменьшение электрического сопротивления датчика. Затем датчику дают остыть до комнатной тем10 пер атуры.

С пособ изготовления сорбционного датчика влажности с влагочувствительпой пленкой на основе органических полимеров, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения

20 механической прочности влагочувствительной пленки, 1 — 3 капли 10 -ного раствора полиакрилонит рила в диметилформамиде наносят

»а подложку с электродами, которую вращают оси центрифуги со ско ростью 1 — 1,5 тыс.

25 об/мин, и нагревают,со скоростгпо не свыше

1 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.