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随着人们在生产生活中对环境湿度要求的提高,对环境湿度的监视和控制的要求进一步提高,湿度传感器越来越受到人们的关注。本文以锂霞石作为湿度敏感材料,利用锂霞石溶胶前驱体作为粘结剂,采取厚膜工艺制备了锂霞石湿度传感器,并利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对制备样品的物相及微观组织结构进行了表征。利用交流阻抗分析仪对锂霞石元件进行了湿敏性能的研究。对锂霞石溶胶粘结剂进行了热处理,在热处理温度为650℃、750℃和850℃时可以生成锂霞石。对由锂霞石和锂霞石溶胶粘结剂混合的湿敏材料进行650℃、750℃、850℃和1100℃的热处理并对各温度制备的样品进行了微观结构表征和湿敏性能测试,结果表明湿敏元件中锂霞石颗粒随热处理温度的升高而变大,锂霞石颗粒形状由棱角结构向椭圆转变。与其他样品相比650℃的样品锂霞石颗粒小、孔隙度高、比表面积大、湿度敏感性高,因此该温度是最佳的热处理温度。而热处理时间对锂霞石湿敏元件的湿敏性能影响不大。对纯锂霞石粉体、纯锂霞石溶胶粘结剂和锂霞石溶胶固含量10%粉体占90%的样品的湿敏性能进行了微观结构观察和湿敏性能测试。纯锂霞石颗粒样品呈颗粒堆积状,热处理后有溶胶生成的锂霞石占10%粉体占90%的样品呈有许多小颗粒构成凹凸的三维网状结构,由纯溶胶烧结而成的样品呈交光滑的三维网状结构。湿敏性能测量结果表明纯锂霞石粉体制备的样品与溶胶固含量10%、锂霞石粉体含量90%的样品湿敏性能接近。但制备过程中发现纯锂霞石粉体样品附着性能较差,容易脱落。因此敏感材料的最佳配方是溶胶固含量10%,锂霞石粉体90%。对不同颗粒大小的锂霞石原料制成的样品进行了适度敏感性能测试,发现颗粒大小对灵敏度影响不大,而较大的颗粒可以缩短响应时间。采用薄层涂覆和厚层涂覆两种工艺制备样品,与厚层涂覆工艺制备的样品相比,薄层涂覆工艺制备的样品,灵敏性好,响应时间短,是较好的涂覆工艺。采用1000Hz、10v电压的交流电,在98%RH的高湿度环境下对样品进行老化。随着老化时间的增加,锂霞石湿度传感器的灵敏度增加,线性变好。因此,老化是提高锂霞石湿敏元件的必要步骤。