【正文】 ? 當(dāng) nMFe2O4接觸還原性氣體時(shí)，表面的 O2, O與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時(shí)將氧俘獲的電子歸還給 nMFe2O4，表層缺電子層得到電子補(bǔ)充，接觸粒界勢(shì)壘降低，電導(dǎo)率增加，元件的表面電阻值下降。 10%。 ? Rg=(VcVg) RL / Vg 式中 Vg為傳感器在檢測(cè)氣體中負(fù)載電阻 RL兩端的輸出電壓值。標(biāo)定元件的起始值 R。 ? 直熱式氣敏器件的缺點(diǎn)是： ? (1)熱容量小，易受環(huán)境氣流的影響。 ? Fe2O3和 NiO固相反應(yīng)生成 NiFe2O4，是沒(méi)有中間產(chǎn)物的一種簡(jiǎn)單反應(yīng)，高溫下 NiO和 Fe2O3接觸，首先在接觸的界面上形成鎳鐵氧體，新相的生成的進(jìn)程需依賴擴(kuò)散輸運(yùn)物質(zhì)來(lái)維持，所以新相的生成的速度受擴(kuò)散反應(yīng)控制。把溶液 B倒入反應(yīng)釜中并加熱至沸騰，然后滴加溶液 A并不斷攪拌。 ? O. K. Tan等利用高能球磨技術(shù)，制備了非平衡態(tài)納米晶 xSnO2一 (1x)Fe203粉體，并且發(fā)現(xiàn)用其制成的氣敏元件對(duì)乙醇的靈敏度比對(duì) CO和 H2要大得多。 液相法－乳液法 ? 乳液法是用表面活性劑分散溶液中的金屬離子，使沉淀反應(yīng)分開(kāi)進(jìn)行，進(jìn)而得到較小尺寸、不易團(tuán)聚、結(jié)構(gòu)均勻的納米材料。 ? （ 5）開(kāi)發(fā)新型氣體傳感器 ? 根據(jù)氣體與氣敏材料可能產(chǎn)生的不同效應(yīng)設(shè)計(jì)出新型氣體傳感器是氣體傳感器未來(lái)發(fā)展的重要方向和后勁。作為現(xiàn)代信息技術(shù)核心之一的傳感技術(shù)，是本世紀(jì)人們?cè)诟咝录夹g(shù)發(fā)展方面爭(zhēng)奪的一個(gè)制高點(diǎn)。 ? （ 2）對(duì)現(xiàn)有氣敏材料的改性研究 ? SnO2, ZnO,Fe2O3為基質(zhì)的半導(dǎo)體氣敏材料仍然是目前市場(chǎng)的主流，但這類材料的納米化、薄膜化 已漸成趨勢(shì)；采用表面修飾技術(shù)和摻雜技術(shù)來(lái)改善同一基質(zhì)材料對(duì)不同氣體的選擇性和敏感性。用這種方法制備納米氣敏材料的優(yōu)點(diǎn)是顆粒均勻、分散好、原料回收率高。固相熱分解物的原料可以用市售的含氧酸、銨鹽、硝酸鹽等，也可以用自己合成的水合物、碳酸鹽、草酸鹽等，熱分解的溫度一般應(yīng)小于 600 0C，否則能耗高、顆粒大。7H2O和 NiCl2 先熱處理后抽濾粉體的掃描電鏡照片 先抽濾后熱處理粉體的掃描電鏡照片 影響因素 ? 由于采用研磨的方法使含結(jié)晶水的固體顆粒首先脫水，在微小的水浴內(nèi)固相顆粒之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因而反應(yīng)的熱控問(wèn)題還有待解決。工作時(shí)加熱絲通電加熱。 ? （ 2）清凈空氣 :測(cè)試中使用的 “ 空氣 ” 要求是“ 清凈空氣 ” 。但為方便起見(jiàn)，通常以清潔無(wú)污染的空氣代替。穩(wěn)定性表示氣體傳感器的固有電阻和靈敏度對(duì)環(huán)境條件的承受能力。 MFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機(jī)理 ? nMFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機(jī)理 ? p MFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機(jī)理 nMFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機(jī)理 ? 由于氧具有較大的電負(fù)性以及納米顆粒比表面積大，表面缺陷多，鍵不飽和等活性，使表面容易吸附氧，并從表面和表層俘獲電子形成 和 ，導(dǎo)致表面形成缺電子層，接觸粒界勢(shì)壘增高，表層電子減少，電導(dǎo)率降低，從而表面電阻升高。 nMFe2O4氣敏機(jī)理模型 pMFe2O4氣敏機(jī)理 ? 由于氧具有較大的電負(fù)性以及納米顆粒比表面積大，表面缺陷多，鍵不飽和等活性，使表面容易吸附氧，并從表面和表層俘獲電子形成 和 ，導(dǎo)致表面形成缺電子層，表層空穴濃度進(jìn)一步增加，對(duì) p型半導(dǎo)體而言，空穴濃度增加，意味著電導(dǎo)率增高，從而表面電阻降低。 SnO2氣敏機(jī)理 ? S. Saukkoa對(duì) O2與 SnO2表面相互作用狀態(tài)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，在一定的溫度下物理吸附的 O2轉(zhuǎn)化為化學(xué)吸附的 O 2–和 O–等，氧化物表面氧吸附態(tài)的相對(duì)含量與工作溫度有關(guān)，且隨溫度的升高有如下趨勢(shì)： ? O2→O 2–→2O –→O 2– ? 當(dāng)元件遇到還原性氣體時(shí)，還原性氣體在半導(dǎo)體材料表面發(fā)生吸附并與吸附氧發(fā)生反應(yīng)，并放出電子。通常把從傳感器接觸一定濃度的被測(cè)氣體開(kāi)始到其阻值達(dá)到該濃度下穩(wěn)定值的時(shí)間，定義為響應(yīng)時(shí)間 采用接觸待測(cè)氣體開(kāi)始到其阻值達(dá)到穩(wěn)定值的某一百分值的時(shí)間?；?Vo。 旁熱式 ? 這種結(jié)構(gòu)器件和剖示圖如圖所示。最簡(jiǎn)單的模式是認(rèn)為氧離了的擴(kuò)散系數(shù)比金屬離子的擴(kuò)散系數(shù)小得多，因而可以把氧離子看成不動(dòng)，擴(kuò)散的離子是 Fe3+和 Ni2+，它們通過(guò)產(chǎn)物層作相對(duì)擴(kuò)散，反應(yīng)是在產(chǎn)物層與反應(yīng)物之間的界面上進(jìn)行，在界面上反應(yīng)如下 : ? 結(jié)果是新相生成過(guò)程是 O2通過(guò)界面近旁的短程擴(kuò)散形成 ABCABC… 的立方密排并不斷延伸，F(xiàn)e3+通過(guò)不斷擴(kuò)散以等比例占據(jù)氧八面體和氧四面體的中心，而 Ni2+通過(guò)不斷擴(kuò)散全部占據(jù)氧八面體，形成 NiFe2O4新相并不斷長(zhǎng)大 ，因NiO和 Fe2O3為納米顆粒，其比表面積大，相互間的接觸面大，處于高 (自由 )能態(tài)，且通過(guò)擴(kuò)散，很容易在較低溫度下就能生成粒徑小的NiFe2O4新相。 ? 3)共沉淀劑種類的選擇取決于沉淀效果，要保證能夠沉淀出氫氧化物，并且具有良好的 pH調(diào)節(jié)能力 。該法在室溫下對(duì)反應(yīng)物直接進(jìn)行研磨，合成一些中間化合物，再對(duì)化合物進(jìn)行適當(dāng)處理得到最終產(chǎn)物。 液相法－溶膠 凝膠法 ? 溶膠一凝膠法是將金屬醇鹽或無(wú)機(jī)鹽先水解，