【正文】 ? 當 nMFe2O4接觸還原性氣體時，表面的 O2, O與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)，同時將氧俘獲的電子歸還給 nMFe2O4，表層缺電子層得到電子補充，接觸粒界勢壘降低，電導(dǎo)率增加，元件的表面電阻值下降。 10%。 ? Rg=(VcVg) RL / Vg 式中 Vg為傳感器在檢測氣體中負載電阻 RL兩端的輸出電壓值。標定元件的起始值 R。 ? 直熱式氣敏器件的缺點是： ? (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，是沒有中間產(chǎn)物的一種簡單反應(yīng)，高溫下 NiO和 Fe2O3接觸，首先在接觸的界面上形成鎳鐵氧體，新相的生成的進程需依賴擴散輸運物質(zhì)來維持，所以新相的生成的速度受擴散反應(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乙醇的靈敏度比對 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)分開進行，進而得到較小尺寸、不易團聚、結(jié)構(gòu)均勻的納米材料。 ? （ 5）開發(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)計出新型氣體傳感器是氣體傳感器未來發(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)，是本世紀人們在高新技術(shù)發(fā)展方面爭奪的一個制高點。 ? （ 2）對現(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的主流，但這類材料的納米化、薄膜化 已漸成趨勢；采用表面修飾技術(shù)和摻雜技術(shù)來改善同一基質(zhì)材料對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)的熱控問題還有待解決。工作時加熱絲通電加熱。 ? （ 2）清凈空氣 :測試中使用的 “ 空氣 ” 要求是“ 清凈空氣 ” 。但為方便起見，通常以清潔無污染的空氣代替。穩(wěn)定性表示氣體傳感器的固有電阻和靈敏度對環(huán)境條件的承受能力。 MFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機理 ? nMFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機理 ? p MFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機理 nMFe2O4半導(dǎo)體材料的氣敏機理 ? 由于氧具有較大的電負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氣敏機理模型 pMFe2O4氣敏機理 ? 由于氧具有較大的電負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，表層空穴濃度進一步增加，對 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氣敏機理 ? S. Saukkoa對 O2與 SnO2表面相互作用狀態(tài)進行了研究，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)的相對含量與工作溫度有關(guān)，且隨溫度的升高有如下趨勢： ? O2→O 2–→2O –→O 2– ? 當元件遇到還原性氣體時，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氣體開始到其阻值達到該濃度下穩(wěn)定值的時間，定義為響應(yīng)時間 采用接觸待測氣體開始到其阻值達到穩(wěn)定值的某一百分值的時間?；?Vo。 旁熱式 ? 這種結(jié)構(gòu)器件和剖示圖如圖所示。最簡單的模式是認為氧離了的擴散系數(shù)比金屬離子的擴散系數(shù)小得多，因而可以把氧離子看成不動，擴散的離子是 Fe3+和 Ni2+，它們通過產(chǎn)物層作相對擴散，反應(yīng)是在產(chǎn)物層與反應(yīng)物之間的界面上進行，在界面上反應(yīng)如下 : ? 結(jié)果是新相生成過程是 O2通過界面近旁的短程擴散形成 ABCABC… 的立方密排并不斷延伸，F(xiàn)e3+通過不斷擴散以等比例占據(jù)氧八面體和氧四面體的中心，而 Ni2+通過不斷擴散全部占據(jù)氧八面體，形成 NiFe2O4新相并不斷長大 ，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)，且通過擴散，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 。該法在室溫下對反應(yīng)物直接進行研磨，合成一些中間化合物，再對化合物進行適當處理得到最終產(chǎn)物。 液相法－溶膠 凝膠法 ? 溶膠一凝膠法是將金屬醇鹽或無機鹽先水解，