电容式气体传感器及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110736773A(43)申请公布日2020.01.31(21)申请号201910649771.6(22)申请日2019.07.18(30)优先权数据18305995.52018.07.20EP(71)申请人梅斯法国公司地址法国图卢兹(72)发明人F.盖拉德T.斐利比C.格雷泽(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人贺紫秋(51)Int.Cl.G01N27/22(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图3页(54)发明名称电容式气体传感器及其制造方法(57)摘要本发明提供一种电容式气体传感器及其制造方法，其中所述电容式气体传感器包括：第一电极(210；310；410；510)；第二电极(220；320；420；520)；气敏电介质材料(240；340；440；540)，其布置在第一和第二电极之间以形成气敏电容器，气敏电介质材料(240；340；440；540)具有取决于从环境介质吸收的气体化合物的量的介电常数；以及电介质-电极界面材料(250；350；450；550)，其布置在第一和第二电极中的至少一个与气敏电介质材料(240；340；440；540)的界面处。电介质-电极界面材料(250；350；450；550)适于吸收第一和第二电极中的所述至少一个的热致膨胀，用以降低气敏电介质材料(240；340；440；540)上的机械应力。CN110736773ACN110736773A权利要求书1/3页1.一种电容式气体传感器，包括：第一电极(210；310；410；510)；第二电极(220；320；420；520)；气敏电介质材料(240；340；440；540)，其布置在第一和第二电极之间，以形成气敏电容器，气敏电介质材料(240；340；440；540)具有取决于从环境介质吸收的气体化合物的量的介电常数；以及电介质-电极界面材料(250；350；450；550)，其布置在第一和第二电极中的至少一个与气敏电介质材料(240；340；440；540)之间的界面处，电介质-电极界面材料(250；350；450；550)适于吸收第一和第二电极中的所述至少一个的热致膨胀，用以降低施加在气敏电介质材料(240；340；440；540)上的机械应力。2.根据权利要求1所述的电容式气体传感器，其中，气敏电介质材料(240；340；440；540)包括气敏聚合物，和电介质-电极界面材料(250；350；450；550)对气体化合物是可渗透的，和/或包括玻璃化温度高于气敏电介质材料的玻璃化温度的聚合物(240；340；440；540)。3.根据权利要求1或2所述的电容式气体传感器，其中，气敏电介质材料(240；340；440；540)包括一层或多层砜基聚合物，所述砜基聚合物包括：聚砜、聚醚砜和聚苯砜及其任意组合；和/或气敏电介质材料(240；340；440；540)包括一层或多层聚合物，所述聚合物包括：乙酸丁酸纤维素、聚酰胺-酰亚胺、聚醚酰亚胺和聚酰胺，和/或其任意组合。4.根据权利要求1至3任一项所述的电容式气体传感器，其中，气敏电介质材料(240；340；440；540)是砜基聚合物材料；并且电介质-电极界面材料(250；350；450；550)是聚酰亚胺材料，或是玻璃化温度高于气敏电介质材料(240；340；440；540)的玻璃化温度的任意聚合物。5.根据权利要求1至4任一项所述的电容式气体传感器，其中，气敏电介质材料(240；340；440；540)包括来自具有添加聚合物等级的聚合物材料，具有添加聚合物等级的聚合物包括交联添加剂，交联添加剂适于钉扎聚合物材料的链，以增加在来自第一和第二电极中的所述至少一个的热致机械应力下对链取向改变的抵抗性。6.根据权利要求1至5任一项所述的电容式气体传感器，其中，第一和第二电极中的至少一个具有适于穿过气体化合物的多孔结构。7.根据权利要求6所述的电容式气体传感器，其中，第一和第二电极中的至少一个由掺杂有导电颗粒的多孔聚合物材料制成，选择多孔聚合物材料的厚度和/或孔隙度，以降低相应电极在与气敏电介质材料(240；340；440)的结构软化的温度接近的温度下的热膨胀，以减少施加在气敏电介质材料(240；340；440)上的机械应力。8.根据权利要求1至7任一项所述的电容式气体传感器，其中，第一电极(210；310；410)形成在气敏电介质材料(240；340；440)的顶侧，其吸收来自环境的气体化合物，第二电极(220；320；420)形成在气敏电介质材料(240；340；440)的与顶侧相反的一侧；并且2CN110736773A权利要求书2/3页电介质-电极界面材料(250；350；450)直接形成在