淺析薄膜沉淀劑在氦氣流量計中的運用
點(diǎn)擊次數：1467 發(fā)布時(shí)間：2021-01-08 07:22:02
薄膜在各種不同的應用中正得到廣泛使用。由于自下而上的制造方法的進(jìn)步和納米材料的利用，在許多行業(yè)中已經(jīng)出現了從塊狀材料到薄膜的轉變。在本文中，我們著(zhù)眼于受益于薄膜，氦氣流量計的應用領(lǐng)域之一，并探討了為什么薄膜被用于許多不同類(lèi)型的流量計中。
為什么在氦氣流量計中使用薄膜
薄膜是沉積的制劑，涂層或層狀材料，其厚度范圍從小于納米（即原子單層）到幾微米。根據流量計的類(lèi)型，可以采用多種方法制造薄膜，這些方法包括化學(xué)氣相沉積（CVD）方法，物理氣相沉積（PVD）方法（例如濺射和分子束外延），原子層沉積（ ALD）以及各種保形和非保形涂層技術(shù)。
薄膜已在氦氣流量計技術(shù)中找到了一系列用途，因為薄膜比許多散裝材料對局部環(huán)境的變化更敏感。這些流量計的薄性意味著(zhù)它們通常具有較高的相對表面積，比塊狀材料更容易變形，并且膜的電導率和/或電阻率的細微變化更加明顯。所有這些特性非常適合用于各種類(lèi)型的傳感任務(wù)，例如，更輕松地吸收（或解吸）表面上的分子，用于撓性流量計或承受高溫環(huán)境。這種多功能性以及比薄膜流量計可以更小尺寸制造的事實(shí)，這就是為什么越來(lái)越多地使用薄膜的原因。
采用薄膜的氦氣流量計類(lèi)型
薄膜可以由多種材料制成，包括（但不限于）聚合物，納米材料，氧化物絡(luò )合物，熱電材料和硅基材料。因此，可以通過(guò)改變薄膜的成分（以及特性）來(lái)定制薄膜以適應廣泛的應用。在這里，我們來(lái)看一些受益于薄膜使用的不同類(lèi)型的流量計。
氣體流量計
薄膜可用于確定環(huán)境中各種氣態(tài)分子和揮發(fā)性有機化合物（VOC）的濃度，包括氧氣，二氧化氮，有機胺，氨和乙醇等。薄膜具有高的表面積，以使氣態(tài)分子結合，并且在吸收時(shí)，薄膜內的電導率和/或電阻率發(fā)生變化。即使局部變化很小，該變化也是可以測量的，并且吸收分子的數量相對于電導率/電阻率的變化（即，更大的吸收量等于更大的電變化，反之亦然），這使得這些分子可以集中被推導的氣體。
應變流量計
薄膜的薄性使其比大塊材料更能彎曲和拉緊。與散裝材料相比，它們還更加穩定并且抗斷裂。薄膜可用于測量局部應變，例如在建筑行業(yè)的某些可穿戴設備或應變儀中。隨著(zhù)薄膜的變形，變形會(huì )導致薄膜的電子性能發(fā)生變化，從而可以測量和監控任何應變，應力或異常運動(dòng)。
熱通量流量計
薄膜已用于幾種不同類(lèi)型的熱通量氦氣流量計中。即熱電堆型和基于RTD的熱通量流量計。在熱電堆型流量計的情況下，薄膜熱電偶用于測量具有規定厚度的絕緣區域上的溫度差，通過(guò)沿溫度監控路徑使用更多的熱電偶對可以實(shí)現更高的靈敏度。在基于RTD的流量計中，薄膜RTD用于測量絕緣材料定義區域上的溫度差。與熱電堆型薄膜流量計相比，基于RTD的薄膜氦氣流量計更易于制造并且具有更大的信號。
濕度流量計
以類(lèi)似于氣體氦氣流量計的方式，可以將薄膜用作發(fā)送組件，以測量環(huán)境的相對濕度。由于相對濕度取決于大氣中有多少水分子，因此高表面積吸收了水分子，這導致了薄膜電導率/電阻率的可測量且可量化的變化。這使得能夠根據水分子的濃度來(lái)處理環(huán)境的相對濕度。
腐蝕流量計
薄膜也可以用在流量計中，該流量計可以測量多個(gè)參數以確定涂層是否已經(jīng)退化，即使在早期也是如此。這些氦氣流量計可以測量涂層及其周?chē)h(huán)境的溫度，濕度，pH和氯化物含量，所有這些都可以用于確定涂層開(kāi)始腐蝕的時(shí)間，腐蝕副產(chǎn)物和腐蝕速率。這些流量計使用電化學(xué)機制，通過(guò)產(chǎn)生與這些反應的氣態(tài)副產(chǎn)物成線(xiàn)性比例的電流，來(lái)查看涂層上是否發(fā)生了氧化或還原。
為什么在氦氣流量計中使用薄膜
薄膜是沉積的制劑，涂層或層狀材料，其厚度范圍從小于納米（即原子單層）到幾微米。根據流量計的類(lèi)型，可以采用多種方法制造薄膜，這些方法包括化學(xué)氣相沉積（CVD）方法，物理氣相沉積（PVD）方法（例如濺射和分子束外延），原子層沉積（ ALD）以及各種保形和非保形涂層技術(shù)。
薄膜已在氦氣流量計技術(shù)中找到了一系列用途，因為薄膜比許多散裝材料對局部環(huán)境的變化更敏感。這些流量計的薄性意味著(zhù)它們通常具有較高的相對表面積，比塊狀材料更容易變形，并且膜的電導率和/或電阻率的細微變化更加明顯。所有這些特性非常適合用于各種類(lèi)型的傳感任務(wù)，例如，更輕松地吸收（或解吸）表面上的分子，用于撓性流量計或承受高溫環(huán)境。這種多功能性以及比薄膜流量計可以更小尺寸制造的事實(shí)，這就是為什么越來(lái)越多地使用薄膜的原因。
采用薄膜的氦氣流量計類(lèi)型
薄膜可以由多種材料制成，包括（但不限于）聚合物，納米材料，氧化物絡(luò )合物，熱電材料和硅基材料。因此，可以通過(guò)改變薄膜的成分（以及特性）來(lái)定制薄膜以適應廣泛的應用。在這里，我們來(lái)看一些受益于薄膜使用的不同類(lèi)型的流量計。
氣體流量計
薄膜可用于確定環(huán)境中各種氣態(tài)分子和揮發(fā)性有機化合物（VOC）的濃度，包括氧氣，二氧化氮，有機胺，氨和乙醇等。薄膜具有高的表面積，以使氣態(tài)分子結合，并且在吸收時(shí)，薄膜內的電導率和/或電阻率發(fā)生變化。即使局部變化很小，該變化也是可以測量的，并且吸收分子的數量相對于電導率/電阻率的變化（即，更大的吸收量等于更大的電變化，反之亦然），這使得這些分子可以集中被推導的氣體。
應變流量計
薄膜的薄性使其比大塊材料更能彎曲和拉緊。與散裝材料相比，它們還更加穩定并且抗斷裂。薄膜可用于測量局部應變，例如在建筑行業(yè)的某些可穿戴設備或應變儀中。隨著(zhù)薄膜的變形，變形會(huì )導致薄膜的電子性能發(fā)生變化，從而可以測量和監控任何應變，應力或異常運動(dòng)。
熱通量流量計
薄膜已用于幾種不同類(lèi)型的熱通量氦氣流量計中。即熱電堆型和基于RTD的熱通量流量計。在熱電堆型流量計的情況下，薄膜熱電偶用于測量具有規定厚度的絕緣區域上的溫度差，通過(guò)沿溫度監控路徑使用更多的熱電偶對可以實(shí)現更高的靈敏度。在基于RTD的流量計中，薄膜RTD用于測量絕緣材料定義區域上的溫度差。與熱電堆型薄膜流量計相比，基于RTD的薄膜氦氣流量計更易于制造并且具有更大的信號。
濕度流量計
以類(lèi)似于氣體氦氣流量計的方式，可以將薄膜用作發(fā)送組件，以測量環(huán)境的相對濕度。由于相對濕度取決于大氣中有多少水分子，因此高表面積吸收了水分子，這導致了薄膜電導率/電阻率的可測量且可量化的變化。這使得能夠根據水分子的濃度來(lái)處理環(huán)境的相對濕度。
腐蝕流量計
薄膜也可以用在流量計中，該流量計可以測量多個(gè)參數以確定涂層是否已經(jīng)退化，即使在早期也是如此。這些氦氣流量計可以測量涂層及其周?chē)h(huán)境的溫度，濕度，pH和氯化物含量，所有這些都可以用于確定涂層開(kāi)始腐蝕的時(shí)間，腐蝕副產(chǎn)物和腐蝕速率。這些流量計使用電化學(xué)機制，通過(guò)產(chǎn)生與這些反應的氣態(tài)副產(chǎn)物成線(xiàn)性比例的電流，來(lái)查看涂層上是否發(fā)生了氧化或還原。