一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用

1.本发明涉及复合材料、柔性电子领域，具体为一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用。


背景技术：

2.随着现代技术的发展，传感器应用的场合从工业农业领域到航空航天领域都有涉及，其中压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在基片上经扩散电阻而制成的器件，由于自身简单的原理使得压阻式传感器的应用场合十分广泛。
3.但是现有传统的压阻式传感器采用金属半导体作为压阻层，虽然具有频带宽、灵敏度高等优点，然而由于金属自身性质，无法安装在柔性体表面，同时在使用前后还会出现制造成本高、废品污染环境的问题，为解决以上问题，目前急需一种在材料上能够替代金属材料的可再生材料，在结构上能够保证传感器正常使用的一种新型压阻式电极。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用，以解决传统压阻式传感器采用金属半导体作为压阻层，无法安装在柔性体表面，同时在使用前后还会出现制造成本高、废品污染环境的问题。
5.本发明采用的技术方案是：包括压阻层和导电基底层，压阻层是由7
×
7的玛雅金字塔结构组成，相互通过导电基底层连接；导电基底层涂布在制作完压阻层的倒模上以完成制备并与压阻层进行连接。
6.本发明所述的导电基底层在制备完压阻层的倒模中倒入竹木混合纤维导电材料悬浊液，在悬浊液固化后完成与压阻层的连接，其中导电基底层厚度为5～10μm。
7.本发明所述的压阻层总高为12～16μm，由三层材料不同的纸基材料浇筑制备而成，顶层由木纤维导电材料制备而成；中间层由竹木混合纤维导电材料制备而成；底层由竹纤维导电材料制备而成。
8.本发明所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构的顶层底边长度为10～12μm，高度为5～6μm；所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构的中间层底边长度为26～28μm，顶边长度为15～16μm，高度为5～6μm；所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构的底层底边长度为38～40μm，顶边长度为30～32μm，高度为2～4μm；所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构中，两玛雅金字塔结构的中心距为48～50μm。
9.本发明所述的一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极在纸基压阻式传感器中的应用。
10.本发明的有益效果：本发明的优点是材料与结构新颖，采用竹木纤维混合导电材料，在特有的玛雅金字塔结构的倒模中完成浇筑制备，通过压阻层和导电基底层共同作用，具有导电性好、工艺简单、成本低廉、绿色环保的优点，解决了当下传感器采用金属材料所导致的无法应用于柔
性体表面、成本高、环境污染的问题，尤其是采用玛雅金字塔结构使得本发明性能稳定、压阻层回弹性好，可应用于压阻式电容传感器、压阻式加速度传感器、压阻式液压传感器等的压阻式传感器中，对感知外界物理刺激信号有重大意义。
附图说明
11.图1是本发明正面结构示意图；
12.图2是本发明背面示意图；
13.图3是本发明玛雅金字塔结构示意图。其中，1、压阻层，2、导电基底层。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明进行详细的说明。然而应当理解，附图的提供仅为了本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
15.如图1所示，包括压阻层1和导电基底层2，压阻层1是由7
×
7的玛雅金字塔结构组成，相互通过导电基底层2连接；导电基底层2涂布在制作完压阻层1的倒模上以完成制备并与压阻层1进行连接。
16.如图2所示，所述的导电基底层2在制备完压阻层1的倒模中倒入竹木混合纤维导电材料悬浊液，在悬浊液固化后完成与压阻层1的连接，其中导电基底层2厚度为5～10μm。
17.如图2所示，所述的压阻层1总高为12～16μm，由三层材料不同的纸基材料浇筑制备而成，顶层由木纤维导电材料制备而成；中间层由竹木混合纤维导电材料制备而成；底层由竹纤维导电材料制备而成。
18.如图3所示，所述的压阻层1的7
×
7的玛雅金字塔结构的顶层底边长度为10～12μm，高度为5～6μm；所述的压阻层1的7
×
7的玛雅金字塔结构的中间层底边长度为26～28μm，顶边长度为15～16μm，高度为5～6μm；所述的压阻层1的7
×
7的玛雅金字塔结构的底层底边长度为38～40μm，顶边长度为30～32μm，高度为2～4μm；所述的压阻层1的7
×
7的玛雅金字塔结构中，两玛雅金字塔结构的中心距为48～50μm。
19.所述的一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极在纸基压阻式传感器中的应用。
20.此外，需要说明的是，通过对压阻层和导电基底层设计，实现了本发明导电性好、工艺简单、成本低廉、绿色环保、性能稳定、压阻层回弹性好的优点，可应用于柔性压阻式传感器中，对感知外界力量刺激具有重要意义。
21.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。


技术特征：
1.一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用，其特征在于，包括压阻层和导电基底层，压阻层是由7
×
7的玛雅金字塔结构组成，相互通过导电基底层连接；导电基底层涂布在制作完压阻层的倒模上以完成制备并与压阻层进行连接。2.根据权利要求1所述的一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用，其特征在于，所述的导电基底层在制备完压阻层的倒模中倒入竹木混合纤维导电材料悬浊液，在悬浊液固化后完成与压阻层的连接，其中导电基底层厚度为5～10μm。3.根据权利要求1所述的一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用，其特征在于，所述的压阻层总高为12～16μm，由三层材料不同的纸基材料浇筑制备而成，顶层由木纤维导电材料制备而成；中间层由竹木混合纤维导电材料制备而成；底层由竹纤维导电材料制备而成。4.根据权利要求1所述的一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用，其特征在于，所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构的顶层底边长度为10～12μm，高度为5～6μm；所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构的中间层底边长度为26～28μm，顶边长度为15～16μm，高度为5～6μm；所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构的底层底边长度为38～40μm，顶边长度为30～32μm，高度为2～4μm；所述的压阻层的7
×
7的玛雅金字塔结构中，两玛雅金字塔结构的中心距为48～50μm。5.如权利要求1-4所述的一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极在纸基压阻式传感器中的应用。

技术总结
本发明设涉及一种具有玛雅金字塔结构的纸基压阻式电极及应用，属于复合材料与柔性电子领域。包括压阻层和导电基底层，压阻层由7


技术研发人员：刘欢 全径冉 王俊尧 侯琪 徐健鑫 李理想 刘亚浩
受保护的技术使用者：东北电力大学
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2022/11/11