OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 3 2025 193 MATERIAL SCIENCE а б Рис. 8. Зависимость времени отклика и времени восстановления от концентрации NGM (а); зависимость чувствительности по ёмкости от концентрации NGM (б) Fig. 8. Response and recovery times as a function of NGM doping level (a); capacitance sensitivity as a function of NGM doping level (б) оксидов металлов. Оптимизированные композиты ZnO-NGM по своим характеристикам превосходят современные аналоги или, по крайней мере, соответствуют им, демонстрируя высокий потенциал для применения в различных областях, таких как мониторинг окружающей среды, автоматизированные промышленные системы и биомедицинская диагностика. Циклические характеристики датчика (например, датчика с 4 % NGM) представлены на рис. 9, который иллюстрирует зависимость ёмкости и относительной влажности от времени на протяжении 1000 секунд. Анализ графика показывает, что ёмкость датчика (двухцветная Рис. 9. Циклические изменения ёмкости и влажности в течение 1000 с, демонстрирующие стабильность датчика Fig. 9. Cyclic capacitance and humidity variation over 1,000 s, demonstrating sensor stability красно-голубая пунктирная линия) точно отслеживает изменения относительной влажности (красные квадраты), что свидетельствует о высокой степени синхронизации и повторяемости отклика датчика. Наличие крутых участков на графике в моменты изменения относительной влажности свидетельствует о быстром времени отклика и времени восстановления датчика. Регулярный и периодический характер кривой зависимости ёмкости от времени подтверждает стабильность, воспроизводимость результатов и пригодность разработанного датчика для динамического мониторинга параметров окружающей среды. Исследование чувствительности по ёмкости и частотных характеристик Легирование ZnO нанографитовым материалом (NGM) позволило значительно повысить чувствительность по ёмкости датчиков влажности. Максимальное значение относительного изменения ёмкости, достигающее 65 относительных единиц, наблюдалось для датчика с концентрацией NGM 5 % при относительной влажности 90 % (рис. 10, в). Данный эффект обусловлен высокой электропроводностью и развитой удельной поверхностью NGM, что способствует увеличению накопления заряда и адсорбции молекул воды [8]. Увеличение концентрации легирующей добавки NGM свыше 5 % приводило к снижению ёмкости вследствие
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1