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Updated: Jun 22, 2025
08:35
Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors
Published on: January 31, 2019
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微结构对使用AgNO3/以乙烯基醇为基础的墨水制造的喷墨印刷电阻温度探测器的TCR的影响
Aziz Radwan1, Yongkun Sui2, Christian Zorman1
1Department of Electrical, Computer and Systems Engineering, Case Western Reserve University, Cleveland, OH 44106, USA.
Micromachines
|June 27, 2024
概括
喷墨印刷的银色传感器显示,油墨溶剂显著影响微观结构和性能. 来自单乙烯糖醇 (单-EG) 的密度结构为电阻温度探测器 (RTD) 产生更高的电阻温度系数 (TCR).
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 喷墨印刷为制造电子元件提供了一种多功能方法,包括电阻温度探测器 (RTD).
- 打印传感器的性能高度依赖于油墨配方和后处理处理,这影响了材料的微观结构.
研究的目的:
- 研究以酸银为基础的油墨中的不同乙烯基醇溶剂 (单,二,三EG) 如何影响喷墨印刷RTD的微观结构.
- 评估油墨衍生微观结构对这些RTDs的温度电阻系数 (TCR) 和灵敏度的影响.
- 评估低压 (Ar) 血处理对印刷RTDs性能的影响.
主要方法:
- 使用不同乙烯基醇溶剂 (单-EG,二-EG,三-EG) 的无颗粒墨水制造银 (Ag) RTD.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM) 进行微结构分析以表征印刷薄膜.
- RTDs的性能评估,包括测量TCR和灵敏度,有或没有Ar等离子治疗.
主要成果:
- SEM证实,单一EG墨水产生密集的微结构,而二EG和三EG墨水则产生越来越多的孔隙结构.
- 用单一EG墨水打印的RTD显示出最高的TCR (1.7 × 10-3/°C),明显高于用二EG (8.2 × 10-4/°C) 和三EG (7.2 × 10-4/°C) 墨水打印的RTD.
- 孔隙性对TCR具有强烈的负面影响,而灵敏性则更多地依赖于RTD抗性而不是微观结构.
结论:
- 选择乙烯基醇溶剂对于控制微观结构和优化喷墨印刷银RTD的TCR至关重要.
- 使用单一EG实现的密度更高的微结构对于这些传感器的高TCR性能至关重要.
- 虽然应用了Ar等离子治疗,但主要的性能驱动因素是油墨溶剂的选择和由此产生的微观结构.
