氣敏陶瓷的簡述

1、氣敏陶瓷的簡述氣敏陶瓷的簡述 無材無材 121121 石石 峰峰 目錄目錄 氣敏陶瓷簡介氣敏陶瓷簡介 氣敏陶瓷分類及工作原理氣敏陶瓷分類及工作原理 氣敏陶瓷的制備及應用氣敏陶瓷的制備及應用 氣敏陶瓷的現(xiàn)狀與發(fā)展動向氣敏陶瓷的現(xiàn)狀與發(fā)展動向 什么是氣敏陶瓷什么是氣敏陶瓷 吸收某種氣體后電阻率發(fā)生變化的一種功能陶瓷 常見的氣敏陶瓷很多, 比較典型的有氧化錫系、氧化 鋅系、氧化鐵系等氣敏陶瓷。S n O: 氣敏陶瓷是目前應 用最廣泛的材料 主要應用在氣體傳感器上用來檢測、監(jiān)控工業(yè)生產(chǎn)和 人們生活環(huán)境中有毒、易燃易爆或其它一些氣體 氣敏陶瓷分類及工作原理氣敏陶瓷分類及工作原理 按原理 表面效應表面效應

2、 提效應提效應 按制造 方法 燒結(jié)型燒結(jié)型 薄膜型薄膜型 厚膜型厚膜型 按使用 材料 SnO2 系系 ZO 系系 Fe2O3系系 分分 類類 1.2 工作原理工作原理 半導體氣敏陶瓷是利用半導體陶瓷與氣體接觸 時電阻的變化來檢測低濃度氣體的。 當吸附還原性氣體時，此還原性氣體就把其電 子給予半導體，而以正電荷與半導體相吸附著。進 入到n型半導體內(nèi)的電子，束縛少數(shù)載流子空穴，使 空穴與電子的復合率降低。這實際上是加強了自由 電子形成電流的能力，因而元件的電阻值減小。與 此相反，若n型半導體元件吸附氧化性氣體，氣體將 以負離子形式吸附著，而將其空穴給予半導體，結(jié) 果是使導電電子數(shù)目減少，而使元件電

3、阻值增加。 各種氣敏陶瓷各種氣敏陶瓷 二二.氣敏陶瓷的制備及應用氣敏陶瓷的制備及應用 2.1 燒綠石型氣敏陶瓷材料的制備燒綠石型氣敏陶瓷材料的制備及應用及應用 燒綠石型氧化物:Pb2 M2 O7 - y (M = Ir ;Ru1 - xPbx ; x =0 0. 75)。 制備方法:采用共沉淀法制備燒綠石型氧化物 按化學計量比取適量釕、銥的氯化物以及特級氮化鉛 溶液, 然后往溶液中緩慢加入過量2mo l /L 的NaOH 。在75 的氧氣氣氛中持續(xù)攪拌24h , 生成沉淀。 將沉淀過濾, 在120 下干燥12h , 于 500 780 的空氣氣氛下煅燒2h 。 取出產(chǎn)物, 用蒸餾水沖洗, 以去

4、掉NaCl 等副產(chǎn)物, 最后在120 干燥12h , 即可 得到目標產(chǎn)物。 此類氧化物在400 的低下,NOx 具有很好的敏感性，主要應用在Nox監(jiān) 測方面 2.2 尖晶石型氣敏陶瓷材料的制備尖晶石型氣敏陶瓷材料的制備 用作氣敏材料的尖晶石型氧化物主要為 ZnFe2 O4 、ZnCr2 O4 制備方法：傳統(tǒng)的固相反應法 按化學計量比將各種金屬氧化物(或金屬 鹽)在高溫下煅燒制得。此種制備粉體的方 法工藝簡單、易行, 但反應溫度高(一般在 1200 以上)、保溫時間長, 要求參加反應 的粒子小、均勻性好 實驗證明: 尖晶石氧化物電極的傳感器在650 700 范圍內(nèi),對NO2 和NO、CO 均有最

5、 高的靈敏性。 2.3 鈣鈦礦型氧化物氣敏陶瓷材料的制備鈣鈦礦型氧化物氣敏陶瓷材料的制備 鈣鈦礦型氧化物是傳感器中應用比較廣泛的氣 敏材料。常用的鈣鈦礦型氧化物主要有LaMnO3 、 LaFeO3 、La1 - x Srx CoO3 -等, 以及在此基礎 上添加一種或幾種金屬的復合金屬氧化物。 鈣鈦礦型氧化物也多用傳統(tǒng)的固相反應方法來 制備。采用溶膠凝膠方法進行制備:首先按化學 計量比配置一定濃度的金屬鹽溶液, 在加入EDTA的 氨水溶液, 在磁力攪拌器上加熱攪拌一定時間,然后 放入一定溫度的水浴中加熱至濕凝膠。將濕凝膠放 入真空干燥箱中烘干成干凝膠。最后將干凝膠于馬 弗爐中進行熱處理即得到目

6、標產(chǎn)物 用ZrO2 作電解質(zhì), 用高密度的 LaMnO3 和Y0. 16 Tb0. 30Zr0. 54O2 薄 膜作為測試電極制成ZrO2質(zhì)混合位型傳 感器。通過此傳感器產(chǎn)生的電動勢來監(jiān)測 含O2 氣流中含有的還原氣體的濃度。 三三.氣敏陶瓷的發(fā)展方向氣敏陶瓷的發(fā)展方向 從現(xiàn)在的水平來看, 半導體氣敏陶瓷元 件的靈敏度高, 有利于實現(xiàn)快速、連續(xù)及自 動測量, 結(jié)構(gòu)及工藝簡單、方便、價廉。缺 點是穩(wěn)定性、互換性不好,對不同氣體分辨 力差, 在低溫、常溫條件下工作問題還有待 進一步解決, 不易實現(xiàn)定量檢測等。這些情 況表明, 氣敏半導體陶瓷材料目前的現(xiàn)狀是 應用走在了理論研究的前面。 1) 積極開展有關(guān)氣敏半導體陶瓷材料基礎理論的 研究。從新的理論基礎上探討解決氣敏半導體陶瓷 材料各