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一种快速响应的纳米裂纹应变传感器

宋晓圆  刘军山  
【摘要】:为了在聚酰亚胺(polyimide,PI)基底上实现纳米裂纹的图案化,提出了一种利用不同金属薄膜在柔性基底上的延展性差异引导纳米裂纹可控分布的方法,制作出了一种具有快速响应能力的纳米裂纹应变传感器。在PI基底上先溅射了一层铬薄膜,对铬薄膜图形化后再溅射了一层金薄膜,制作了一种PI基底-图形化铬中间层-金薄膜的结构。使用电子动静态万能材料试验机拉伸PI基底,并使用扫描电子显微镜观察表层金薄膜纳米裂纹的产生情况,因为PI基底上的铬薄膜与金薄膜存在明显的延展性差异,金薄膜上的纳米裂纹仅在铬薄膜的存在区域内产生,产生方向与拉伸方向垂直,成功实现了金薄膜上纳米裂纹的可控分布。基于提出的纳米裂纹图案化方法,进一步在PI基底上制作了一种纳米裂纹应变传感器,并对制作的纳米裂纹应变传感器进行了测试。测试结果表明,制作的纳米裂纹应变传感器的响应时间短于16 ms,具备快速响应的能力。

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