[发明专利]一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料，包括导电相材料和有机载体材料，其中导电相材料与有机载体材料的质量比为1.5:1～2:1，所述导电相材料中氧化钌占比为50％‑70％，金属有机骨架材料占比为30％‑45％，导电添加剂材料占比为5％‑10％；一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料的制备方法，用于制备所述的一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料，包括以下步骤：S1、根据导电相材料的配比，采用普氏客体合成法制备得到包含氧化钌的金属有机骨架衍生物RuO₂@MOF固体导电相；S2、将S1中得到的RuO₂@MOF固体导电相根据有机载体的配比进行配比混合，进而得到所述过渡层浆料。

技术领域

本发明涉及陶瓷阻式传感领域，尤其是涉及一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料及其制备方法。

背景技术

传统的陶瓷压阻式传感器为双层结构，主要分为下层陶瓷基底以及上层的电阻层。由于二者的材质差异，在长期使用过程中所受应力形变地大小不同，容易在接触界面产生褶皱、断裂等不良现象，最终导致陶瓷压阻式传感器的性能下降甚至失效。考虑到智能设备、电子皮肤等新兴应用领域对于陶瓷压阻式传感器的性能指标提出了更高的机械性能需求，开发具备机械柔性的陶瓷压阻式传感器成为了该领域的热点内容。在先前的研究中，通常采用改良电阻浆料或者优化后端电路的设计方式来提升陶瓷压阻式传感器的灵敏度和柔性机械性能，取得了一定程度的研究进展，但并未从界面的角度对陶瓷层与电阻层的接触性能进行优化。

发明内容

本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。

一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料，包括导电相材料和有机载体材料，其中导电相材料与有机载体材料的质量比为1.5:1～2:1，所述导电相材料中氧化钌占比为50％-70％，金属有机骨架材料占比为30％-45％，导电添加剂材料占比为5％-10％。

作为本发明进一步的方案：所述的金属有机骨架材料为锆基金属骨架材料中的MOF-801或MOF-808中的一种或多种，其分子式均为C₂₄H₁₆O₃₂Zr₆。

作为本发明进一步的方案：所述的导电添加剂材料为片状石墨烯或导电炭黑中的一种或多种；其中，片状石墨烯层数为3-10层，导电炭黑为super C65或super C45。

作为本发明进一步的方案：所述的有机载体为有机溶剂、增稠剂和表面活性剂组成。

作为本发明进一步的方案：所述有机溶剂由松油醇、柠檬酸丁三酯、丁基卡必醇醋酸酯一种或多种组成；增稠剂由乙基纤维素、羧甲基纤维素、硝化纤维素中的一种或多种组成；表面活性剂由甲苯、乙醇、环己酮中的一种或多种组成。

一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料的制备方法，用于制备所述的一种陶瓷阻式传感器过渡层浆料，包括以下步骤：

S1、根据导电相材料的配比，采用普氏客体合成法制备得到包含氧化钌的金属有机骨架衍生物RuO₂@MOF固体导电相；所述普氏客体合成法锆基金属骨架材料的干燥，反应溶液1浸润，氮气加热，反应溶液2浸润，过滤脱水，干燥；

S2、将S1中得到的RuO₂@MOF固体导电相根据有机载体的配比进行配比混合，进而得到所述过渡层浆料。

作为本发明进一步的方案：所述的反应溶液1为二叔丁基-4-甲基苯酚与乙醚的混合溶液，质量比为60:1～75:1。

作为本发明进一步的方案：所述的氮气加热步骤中，将反应溶液1浸润后的金属骨架材料在通有氮气的管式炉中加热至115℃～120℃，持续时间为0.5h-1h。

作为本发明进一步的方案：所述的反应溶液2为钌酸钾溶液，其浓度为0.014Mol/L～0.019Mol/L。