氣敏材料的合成與(存儲(chǔ)版)
【正文】 于通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散。 結(jié)果 單元件結(jié)構(gòu)氣體傳感器 ? 按制作工藝可分為燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型。 ? (2)測(cè)量回路與加熱回路間沒(méi)有隔離，互相影響。 厚膜型氣敏元件 ? 厚膜工藝制成的元件一致性好，機(jī)械強(qiáng)度高，適于批量生產(chǎn)，設(shè)備投資小，工藝簡(jiǎn)單，是一種有前途的器件?；騐o(元件在清凈空氣中額定負(fù)載電阻兩端的電壓 )可在清凈空氣中進(jìn)行。 ? （ 6）電源 :為滿足一定精度和一定帶負(fù)載能力要求的直流穩(wěn)壓電源，其中 VH為 0～ 10V可調(diào)， Vo為0～ 20V可調(diào)。 ? (3)靈敏度 β ? 就物理意義而言，氣體傳感器的靈敏度是指器件對(duì)被檢測(cè)氣體的敏感程度，通常用氣敏器件在潔凈空氣中的電阻與在一定濃度的檢測(cè)氣體中的電阻之比來(lái)表示靈敏度 β，即 ? β=Ro/Rg 不同氣體靈敏度與工作溫度的關(guān)系 ? (4)響應(yīng)時(shí)間 tres ? 響應(yīng)時(shí)間也是氣體傳感器的一個(gè)重要特性參數(shù)。 ? 當(dāng)同濃度的幾種氣體共存時(shí)，傳感器對(duì)某種氣體具有較高的靈敏度，而對(duì)其余幾種氣體的靈敏度比較低，就說(shuō)明這種傳感器對(duì)靈敏度高的氣體具有較好的選擇性。穩(wěn)定性的提高可以通過(guò)摻雜、表面處理等手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。 若司機(jī)酗酒，氣敏器件的阻值急劇下降，使 Ua為低電平，U1高電平， U3低電平，繼電器 K2線圈通電， K22常開觸頭閉合，發(fā)光二極管 VD2通，發(fā)紅光，以示警告，同時(shí)常閉觸點(diǎn) K21斷開，無(wú)法啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。 ? 還原性氣體與 nMFe2O4表層接觸所引起的變化 :還原性氣體使 Fe3+還原成 Fe2+，即 : ? Fe2+增加， Fe3+引起缺陷得到修復(fù)，被氧離解切斷的導(dǎo)電三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)又得到重建，接觸粒界勢(shì)壘降低，電導(dǎo)率增加，元件的電阻值顯著下降。 ? 撤出還原性氣體，材料回復(fù)到原始狀態(tài)。一部分 O2－ , O－ 將與金屬離子結(jié)合形成晶格氧，氧缺位會(huì)得到補(bǔ)充，但會(huì)使 Fe2+發(fā)生部分氧化生成 Fe3＋ ，即 : ? 由于氧的離解作用， ? 使晶體結(jié)構(gòu)中電價(jià) ? 配置和缺陷發(fā)生變化， ? 導(dǎo)電的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ? 某一部分被切斷，從而使材料的電阻顯著升高。圖中 QM–J1為酒敏元件。一般要求氣體傳感器經(jīng)過(guò) 3個(gè)月的存放必須再經(jīng)老化后方可使用， R0變化不超過(guò) 177。因此，由開始通電直到氣敏元件阻值達(dá)到穩(wěn)定所需的時(shí)間，稱為初期穩(wěn)定時(shí)間。 ? (2)工作電阻 Rg ? 工作電阻表示氣體傳感器在一定濃度的檢測(cè)氣體中的電阻值。 ? （ 4）氣體濃度監(jiān)測(cè) :在精確測(cè)定時(shí)，可采用紅外濃度計(jì)或光干涉式濃度計(jì)對(duì)測(cè)試箱內(nèi)的氣體取樣分析或監(jiān)測(cè)。實(shí)際應(yīng)用中可將純氮和純氧按一定比例混合起來(lái)模擬清凈空氣。 薄膜型氣敏元件 ? 采用真空蒸發(fā)或?yàn)R射方法或 CVD法在制有柵電極的石英基片上形成一薄層氧化物半導(dǎo)體薄膜。 ? 這種類型器件的優(yōu)點(diǎn)是： ? 制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、功耗小，可以在高回路電壓下使用，可制備價(jià)格低廉的可燃?xì)怏w泄漏報(bào)警器。將干膠在加熱爐中進(jìn)行熱處理，后緩慢冷卻，可制備得到紅棕色納米晶。 反應(yīng)機(jī)理探討 ? 采用這兩種方法制備鐵酸鎳納米材料，即首先要經(jīng)化學(xué)反應(yīng)得到高分散的、易分解的前驅(qū)體，然后通過(guò)前驅(qū)體熱分解反應(yīng)制得樣品。6H2O和 NaOH為原料，先將三種反應(yīng)物單獨(dú)研磨以減小反應(yīng)物的粒度，增加活性，使固相反應(yīng)容易進(jìn)行，按 FeSO4稱取一定量的 KOH,溶解在去離子水中，攪拌均勻，制成溶液 B。根據(jù)納米粒子的形成機(jī)制可分為物理氣相沉積法 (PVD)和化學(xué)氣相沉積法(CVD)。用這種方法制成的粉末大多數(shù)是復(fù)合氧化物，有鈣鈦礦 ABO3和 K2NiF4型 (A2BO4)兩種結(jié)構(gòu)。 ? 升溫水解法制備氣敏材料的例子較少，但。 ? 相轉(zhuǎn)移法的工藝影響因素有 :成膠 pH值、表面活性劑類型與濃度、有機(jī)溶劑類型與配比、金屬鹽的類型等。 ? 氣敏材料的納米化是提高半導(dǎo)體氣體傳感器性能的主要手段之一，通過(guò)控制材料的顆粒尺寸可控制材料的氣體敏感程度。 ? （ 4）新型氣敏材料的探索與開發(fā) ? 由于金屬?gòu)?fù)合氧化物和混合金屬氧化物新材料具有更高的穩(wěn)定性和選擇性，所以對(duì)這類新材料的開發(fā)和研制成為半導(dǎo)體氣體傳感器的開發(fā)熱點(diǎn)。 半導(dǎo)體氣敏傳感器 具有靈敏度高、響應(yīng)快、穩(wěn)定性好、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，應(yīng)用極其廣泛；半導(dǎo)體氣敏元件有 N型和 P型之分。氣敏材料的合成與制備 氣敏材料研究背景 ? 傳感器作為人類探知自然界信息的觸角，它可將人類需要探知的非電量信息轉(zhuǎn)化為可測(cè)量的電量信息，為人類認(rèn)識(shí)和控制所需對(duì)象提供了條件和依據(jù)。 圖 4156 熱導(dǎo)式氣敏傳感器 a）結(jié)構(gòu) b）測(cè)量電路 電化學(xué)氣敏傳感器 一般利用液體（或固體、有機(jī)凝膠等）電解質(zhì)，其輸出形式可以是氣體 直接氧化或還原產(chǎn)生的電流，也可以是離子作用于離子電極產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)。 ? （ 3）開發(fā)元件的高穩(wěn)定化方法 ? 電阻式半導(dǎo)體氣體傳感器的氣敏元件一般暴露在大氣中及加熱元件的電壓值決定了氣敏元件的工作溫度，如何消除濕度和溫度等環(huán)境因素對(duì)測(cè)量的影響還未得到很好的解決。 半導(dǎo)體氣敏材料的制備技術(shù) ? 半導(dǎo)體氣敏材料主要利用材料的表面吸附和表面效應(yīng)
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1