氣敏陶瓷的簡述

氣敏陶瓷的簡述無材121石峰目錄氣敏陶瓷簡介氣敏陶瓷分類及工作原理氣敏陶瓷的制備及應(yīng)用氣敏陶瓷的現(xiàn)狀與發(fā)展動向什么是氣敏陶瓷

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。SnO:氣敏陶瓷是目前應(yīng)用最廣泛的材料

主要應(yīng)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分類1.2工作原理

半導(dǎo)體氣敏陶瓷是利用半導(dǎo)體陶瓷與氣體接觸時電阻的變化來檢測低濃度氣體的。

當(dāng)吸附還原性氣體時，此還原性氣體就把其電子給予半導(dǎo)體，而以正電荷與半導(dǎo)體相吸附著。進(jìn)入到n型半導(dǎo)體內(nèi)的電子，束縛少數(shù)載流子空穴，使空穴與電子的復(fù)合率降低。這實際上是加強(qiáng)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(dǎo)體元件吸附氧化性氣體，氣體將以負(fù)離子形式吸附著，而將其空穴給予半導(dǎo)體，結(jié)果是使導(dǎo)電電子數(shù)目減少，而使元件電阻值增加。各種氣敏陶瓷二.氣敏陶瓷的制備及應(yīng)用2.1燒綠石型氣敏陶瓷材料的制備及應(yīng)用

燒綠石型氧化物:Pb2M2O7-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(xué)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2mol/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,以去掉NaCl等副產(chǎn)物,最后在120℃干燥12h,即可得到目標(biāo)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(yīng)用在Nox監(jiān)測方面2.2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ZnFe2O4、ZnCr2O4

制備方法：傳統(tǒng)的固相反應(yīng)法按化學(xué)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(yīng)溫度高(一般在1200℃以上)、保溫時間長,要求參加反應(yīng)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是傳感器中應(yīng)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-xSrxCoO3-δ等,以及在此基礎(chǔ)上添加一種或幾種金屬的復(fù)合金屬氧化物。鈣鈦礦型氧化物也多用傳統(tǒng)的固相反應(yīng)方法來制備。采用溶膠—凝膠方法進(jìn)行制備:首先按化學(xué)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(jìn)行熱處理即得到目標(biāo)產(chǎn)物

用ZrO2作電解質(zhì),用高密度的LaMnO3和Y0.16Tb0.30Zr0.54O2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.氣敏陶瓷的發(fā)展方向從現(xiàn)在的水平來看,半導(dǎo)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(jìn)一步解決,不易實現(xiàn)定量檢測等。這些情況表明,氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料目前的現(xiàn)狀是應(yīng)用走在了理論研究的前面。1)積極開展有關(guān)氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料基礎(chǔ)理論的研究。從新的理論基礎(chǔ)上探討解決氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料各種性能問題。2)提高材料