一種柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，所述檢測裝置包括檢測件以及平行電極，所述檢測件由壓力敏感層，磁場感應層以及柔性襯底組成，所述壓力敏感層和磁場感應層粘附于柔性襯底兩側，所述平行電極設置于壓力敏感層表面，所述壓力敏感層為石墨烯納米墻。本實用新型專利技術提供的柔性石墨烯納米墻電阻式磁場檢測裝置克服了現有常規磁場檢測裝置的不足，具有功耗低、靈敏度高、測量精度高、穩定性高等優點，同時由于采用了柔性襯底，可廣泛應用于人體等需要柔性磁場檢測裝置的場合。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于磁場檢測
，涉及一種磁場檢測裝置，尤其涉及一種柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置。
技術介紹
環境中的磁場作用于鐵磁性材料后，鐵磁性材料會受到磁場吸引力作用，從而擠壓石墨烯納米墻導致磁場強度變化轉變為電信號，依據此原理制成磁場檢測裝置。通過磁場檢測裝置對環境進行磁場強度測量，廣泛應用于科學研究、國防建設、工業生產、日常生活等領域。現在弱磁場檢測應用主要在以下幾個方面：(1)磁場的檢測。弱磁場檢測技術是地磁常規和地震預兆檢測的最適用的技術；(2)電磁參數檢測。電流磁調制放大器在電量高分辨率、高精度校驗測量和在控制領域中獨樹一幟,解決了為弱電流信號調制放大的關鍵技術。弱磁場磁強計可以用于測量磁性材料的樣品或者鐵磁器件的某些特性；(3)工程檢測。材料和零件的磁性分揀和殘磁檢測。利用磁通門技術可以通過測量機動車量的磁場,來鑒別汽車類型,還可以檢測物質中的雜質含量,更可以通過對一些材料作非破壞性檢測,進而檢測其內部的缺陷；(4)現代弱磁場測量技術在生物工程、磁醫療、磁化學等方面也有重要的應用。比如:核磁共振CT、月巾磁診斷儀、胃磁診斷儀、超導磁源成像裝置。但磁場檢測設備存在價格昂貴、功耗大、靈敏度低、測量精度低、穩定性差等缺點，并且常規的磁場檢測裝置通常是剛性的，不適于在人體等場合使用。
技術實現思路
有鑒于此，本技術的目的在于提供一種石墨烯納米墻磁場檢測裝置，克服現有磁場檢測裝置設備普遍存在的價格昂貴、功耗大、靈敏度低、測量精度低、穩定性差等問題，并具有柔性襯底，可廣泛應用于人體等需要柔性磁場檢測裝置的場合。為達到上述目的，本技術提供如下技術方案：1、一種柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，所述檢測裝置包括檢測件以及平行電極，所述檢測件由壓力敏感層，磁場感應層以及柔性襯底組成，所述壓力敏感層和磁場感應層粘附于柔性襯底兩側，所述平行電極設置于壓力敏感層表面，所述壓力敏感層為石墨烯納米墻。優選的，所述石墨烯納米墻的厚度為0.3-10微米。優選的，所述磁場感應層為鐵磁性材料粉末涂層。更優選的，所述鐵磁性材料粉末涂層為粒度在150～500μm、重量為0.1g的還原鐵粉。優選的，所述柔性襯底為PDMS、TPE、TPU任一種。優選的，所述平行電極為金電極、鉑電極、銀電極、鎵銦電極或鋁電極中任一種。2、所述柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置的制備方法，具體步驟如下：1)基底清洗：將基底置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗4-6min，用氮氣吹干備用；2)生長石墨烯：將干燥后的基底置于CVD系統真空腔體中，向真空腔體通入氫氣與甲烷的混合氣，在溫度為500-800℃，壓強為5-500Pa條件下生長25-35min，得石墨烯納米墻；3)涂覆柔性襯底材料：在石墨烯納米墻表層涂覆柔性襯底材料，然后在真空烘箱中固化1小時；4)涂覆磁場感應層材料：將石墨烯納米墻從基底上剝離，并在柔性襯底材料上涂覆磁場感應層材料；5)制作電極：在石墨烯納米墻上通過熱蒸鍍、直流磁共濺射、絲網印刷或光刻中任一種方法制作一對平行電極。優選的，所述基底為銅箔、硅或石英中任一種。優選的，所述步驟2)中氫氣與甲烷的體積比例為2:3，溫度控制為550℃，生長時間控制為30min。優選的，所述步驟3)中控制烘箱溫度為100℃。本專利技術的有益效果在于：由于采用石墨烯納米墻作為磁場檢測裝置的磁場檢測敏感層，而磁場檢測裝置的靈敏度與石墨烯墻的力敏特性直接相關。石墨烯納米墻是三維結構，比表面積大，對應力應變其電阻變化明顯，而且化學穩定，與磁場檢測敏感層結合，和有效將磁場信息轉變成電阻電流信息。與現有技術相比，本專利技術的柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置及其制備方法的有益效果在于：克服了現有常規磁場檢測裝置的不足，具有功耗低、靈敏度高、測量精度高、穩定性高等優點，同時由于采用了柔性襯底，可廣泛應用于人體等需要柔性磁場檢測裝置的場合。附圖說明為了使本技術的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本技術提供如下附圖：圖1表示制備柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置的步驟流程示意圖；圖2表示石墨烯納米墻薄膜的SEM圖；圖3表示石墨烯納米墻薄膜的拉曼光譜圖；圖4表示柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置的應用示意圖；圖5表示石墨烯納米墻薄膜磁場檢測裝置在不同磁場檢測下電阻響應的變化曲線；上圖中，其中1表示石墨烯納米墻薄膜，2表示平行電極，3表示柔性襯底，4表示磁場感應層，5表示基底。具體實施方式下面對本技術的優選實施例進行詳細的描述。實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件或按照制造廠商所建議的條件。本技術所制備柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置包括檢測件以及平行電極，所述檢測件由壓力敏感層，磁場感應層以及柔性襯底組成，所述壓力敏感層和磁場感應層粘附于柔性襯底兩側，所述平行電極設置于壓力敏感層表面，所述壓力敏感層為石墨烯納米墻。實施例1按照如圖1所示的制備步驟流程示意圖制備柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，其中1表示石墨烯納米墻薄膜，2表示平行電極，3表示柔性襯底，4表示磁場感應層，5表示基底。具體步驟如下：1)基底清洗：將基底5(銅箔)置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗5min，用氮氣吹干備用；2)生長石墨烯：將干燥后的基底5(銅箔)置于CVD系統真空腔體中，向真空腔體通入體積比例為2:3氫氣與甲烷的混合氣，在溫度為550℃，壓強為20Pa條件下生長30min，得石墨烯納米墻薄膜1，對石墨烯納米墻薄膜1進行電子顯微鏡掃描，得到SEM圖如圖2所示，從圖2可看出所制備得到的石墨烯納米墻薄膜1分布均勻，并且比表面積較大；對石墨烯納米墻薄膜1進行拉曼光譜分析，譜圖如圖3所示，從圖3可看出表征石墨烯的明顯特征峰；3)涂覆柔性襯底材料：在石墨烯納米墻薄膜1表層涂覆PDMS3，然后在真空烘箱中溫度為100℃條件下固化1小時；4)涂覆磁場感應層材料：將石墨烯納米墻薄膜1從基底5(銅箔)上剝離，并在柔性襯底材料上涂覆磁場感應層4，所述磁場感應層所用材料為粒度在150～500μm、重量為0.1g的還原鐵粉；5)制作電極：在石墨烯納米墻薄膜1上通過直流磁共濺射制作一對平行電極2(銀電極)。將實施1制備的檢測裝置按照圖4所示的柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置的應用示意圖進行在不同磁場檢測下電阻響應測試，得到如圖5所示的電阻響應的變化曲線圖，從圖可看出此檢測裝置導電性能好、電學性能穩定等特點。實施例2按照如題1所示的制備步驟流程示意圖制備柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，具體步驟如下：1)基底清洗：將基底5(石英)置于丙酮、乙醇和去離子水中分別超聲清洗5min，用氮氣吹干備用；2)生長石墨烯：將干燥后的基底5(石英)置于CVD系統真空腔體中，向真空腔體通入體積比例為2:3氫氣與甲烷的混合氣，在溫度為700℃，壓強為壓強為100Pa條件下生長25mi本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括檢測件以及平行電極，所述檢測件由壓力敏感層，磁場感應層以及柔性襯底組成，所述壓力敏感層和磁場感應層粘附于柔性襯底兩側，所述平行電極設置于壓力敏感層表面，所述壓力敏感層為石墨烯納米墻。

【技術特征摘要】
1.一種柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括檢測件以及平行電極，所述檢測件由壓力敏感層，磁場感應層以及柔性襯底組成，所述壓力敏感層和磁場感應層粘附于柔性襯底兩側，所述平行電極設置于壓力敏感層表面，所述壓力敏感層為石墨烯納米墻。
2.根據權利要求1所述柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，其特征在于，所述石墨烯納米墻的厚度為0.3-10微米。
3.根據權利要求1所述柔性石墨烯納米墻磁場檢測裝置，其特征在于，所述磁場感...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏大鵬，袁康，楊俊，孫泰，于樂永，申鈞，史浩飛，杜春雷，
申請(專利權)人：中國科學院重慶綠色智能技術研究院，
類型：新型
國別省市：重慶;50