[发明专利]基于低温共烧陶瓷基板的无源无线气体传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于低温共烧陶瓷基板的无源无线气体传感器，其特征在于，包括：低温共烧陶瓷基板、形成于所述低温共烧陶瓷基板上的LC谐振天线、以及涂覆于所述LC谐振天线上的由金属硫族化合物构成的气敏膜。

2.根据权利要求1所述的无源无线气体传感器，其特征在于，所述低温共烧陶瓷基板的厚度为0.5 mm～2.0 mm，所述低温共烧陶瓷基板的组份包括CaO-Al₂O₃-B₂O₃-SiO₂玻璃和Al₂O₃陶瓷。

3.根据权利要求1或2所述的无源无线气体传感器，其特征在于，所述LC谐振天线由银电极材料构成，所述LC谐振天线包括平面螺旋电感和平面叉指电容，所述气敏膜涂覆于所述平面叉指电容的表面上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的无源无线气体传感器，其特征在于，所述金属硫族化合物为SnS₂、MoS₂、和WS₂中的至少一种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的无源无线气体传感器，其特征在于，所述气敏膜为二维纳米材料，所述气敏膜的厚度为5 μm～10 μm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的无源无线气体传感器，其特征在于，在所述LC谐振天线的电感电极引出端和电容电极引出端分别具有通孔，在所述通孔内灌注有银电极，并在所述低温共烧陶瓷基板的背面具有将所述通孔连接的银电极连接线，以此形成LC谐振回路。

7.一种权利要求1至6中任一项所述的基于低温共烧陶瓷基板的无源无线气体传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在低温共烧陶瓷生瓷带材料表面通过丝网印刷工艺印制LC谐振天线的电极图案，并将未印刷面和多片空白生瓷带叠在一起，进行成型以形成素坯；

（2）在所得的素坯的电感电极引出端和电容电极引出端分别打孔，在两个孔内灌注银浆，并在素胚背面网印银电极浆料将两个通孔连接，以此形成LC谐振回路；

（3）将形成有LC谐振回路的素坯进行烧结，以此获得基于低温共烧陶瓷基板的LC谐振天线；

（4）将含有金属硫族化合物的浆料涂覆于LC谐振天线的表面后进行干燥，以在LC谐振天线的表面均匀涂覆由金属硫族化合物构成的气敏膜。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述成型是在压力为40～50 MPa，温度为60～80℃的条件下热等静压成型。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烧结是以1～2℃/分钟升温至400～500℃保温40～80 分钟以排除有机物后继续以5～10℃/分钟升温至850～900℃保温15～30分钟进行烧结。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（4）中，所述浆料是将金属硫族化合物二维纳米片与低级醇按照1:1～1:1.5的比例混合均匀而形成的浆料。