[发明专利]一种基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器，其特征在于：由陶瓷衬底、制备在陶瓷衬底上的Au金属叉指电极、制备在Au金属叉指电极上的纳米钽酸钾敏感膜组成，其中钽酸钾敏感膜的厚度为2～4μm，金属叉指电极的宽度和间距均为0.15～0.20mm。

2.如权利要求1所述的一种基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器，其特征在于：纳米钽酸钾的粒径尺寸为150～300nm。

3.权利要求1所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其步骤如下：

1)陶瓷衬底的处理

首先分别用丙酮、乙醇棉球擦陶瓷衬底至干净，再将陶瓷衬底依次置于丙酮、乙醇和去离子水中，分别超声清洗5～10分钟，最后干燥；

2)金属叉指电极的制备

采用丝网印刷技术制备Au金属叉指电极，按照油墨：Au粉：稀释剂的质量比为1：1.5：3，搅拌调制成浆糊；然后将浆糊注入在带有叉指电极图案的丝网版上，以一定倾斜角度和压力刮动浆糊，印制电极并烘干，然后采用紫外光固化，制备得到金属叉指电极；金属叉指电极的宽度和电极间距均为0.15～0.20mm。

3)纳米钽酸钾的制备

采用水热法制备纳米钽酸钾：室温条件下，将4.0～5.0g氢氧化钾溶于8～12mL水中，溶液搅拌至澄清，然后加入0.03～0.05g五氧化二钽，继续搅拌得到均匀溶液；再将该溶液转移至反应釜中，加热到60～200℃，保持12～16小时，从而得到白色的钽酸钾样品；将该样品用去离子水洗至中性，然后干燥，得到尺寸为150～300nm的钽酸钾纳米晶；

4)将干燥后的钽酸钾放入研钵中，研磨；然后向研钵中滴入去离子水，再继续研磨，使去离子水与钽酸钾充分混合，得到黏稠状的浆料；用药匙沾取少量的浆料，涂覆在叉指电极上，然后将其在60～80℃烘干，从而得到敏感膜的厚度为2～4μm的元件；将以上制得的元件置于相对湿度为100％RH的环境中，在叉指电极上施加1V、100Hz的交流电老化，从而得到以钽酸钾为敏感膜的的湿敏传感器。

4.如权利要求3所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的油墨为佳华JX07500487，稀释剂为质量比1.5：1的乙醇和乙酸乙酯混合。

5.如权利要求3所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的紫外光固化的时间为400s。

6.如权利要求3所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的倾斜角度为30度，压力为5牛。

7.如权利要求3所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤1）和步骤3）是在100℃环境下干燥。

8.如权利要求3所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述的老化时间为24小时。

9.如权利要求3所述的基于钽酸钾敏感膜的湿敏传感器的制备方法，其特征在于：步骤4）中所述的研磨时间为30分钟。