[發(fā)明專利]納米氧化鋅多功能氣敏傳感器件及其制作方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200810016320.0 | 申請日： | 2008-05-16 |
| 公開（公告）號： | CN101281159A | 公開（公告）日： | 2008-10-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 景志紅;張淑芳 | 申請（專利權(quán)）人： | 曲阜師范大學(xué) |
| 主分類號： | G01N27/407 | 分類號： | G01N27/407 |
| 代理公司： | 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 | 代理人： | 程凌軍 |
| 地址： | 273165山東省*** | 國省代碼： | 山東;37 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 納米 氧化鋅 多功能 傳感 器件 及其 制作方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種多功能氣敏傳感器件及其制作方法。
背景技術(shù)
近年來的研究表明，持久性有機(jī)污染物不僅對于自然環(huán)境下的生物代謝、光降解、化學(xué)分解等具有很強(qiáng)的抵抗能力，而且容易在脂肪組織中發(fā)生生物蓄積，引發(fā)″三致″效應(yīng)(致癌、致畸、致突變)，并且能夠?qū)е律矬w內(nèi)分泌紊亂、生殖及免疫機(jī)能失調(diào)，對生態(tài)環(huán)境和人體健康造成不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重危害。因此對持久性有機(jī)污染物的及時(shí)檢測和防止就顯得尤其重要。其中，氯苯就是常見的一種持久性有機(jī)污染物。據(jù)文獻(xiàn)資料報(bào)道，氯苯通常需要采用氣相色譜法進(jìn)行分析和檢測。雖然儀器檢測具有靈敏度高、準(zhǔn)確性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于儀器體積龐大、價(jià)格昂貴，而且測試準(zhǔn)備工作繁瑣，不利于現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測，因而其應(yīng)用受到了限制。因此如何快速、實(shí)時(shí)地檢測氯苯成為擺在人們面前的一個(gè)難題。半導(dǎo)體金屬氧化物氣敏傳感器由于具備靈敏度高、響應(yīng)快，體積小，制作簡單等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的應(yīng)用。目前，開發(fā)新的氣敏材料和新的氣敏傳感器，使傳感器更加微型化和多功能化，已成為國內(nèi)外半導(dǎo)體氣敏傳感器發(fā)展的主要方向之一。現(xiàn)今國內(nèi)外市場上開發(fā)生產(chǎn)的氣敏傳感器，大多是單一型的傳感器，即僅能在一定工作溫度下對某一種氣體有響應(yīng)。針對這一現(xiàn)狀，多功能氣敏傳感器的探索研究和開發(fā)推廣將會有很大的市場前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種以片狀多孔結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅為氣敏材料基材，制作工藝簡單的多功能氣敏傳感器件及其制作方法。
本發(fā)明的多功能氣敏傳感器件，采用旁熱式器件結(jié)構(gòu)，以氧化鋁陶瓷管為載體，外表面敷有叉狀金電極，兩端有鉑金絲引出電極；陶瓷管內(nèi)有加熱絲，陶瓷管外涂附有氣敏材料，所述氣敏材料是片狀多孔結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅粉體。
所述片狀多孔結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅粉體的制備可參考CN101177296(200710114004.2)“片狀多孔結(jié)構(gòu)的ZnO納米粉體的制備方法”。該ZnO納米粉體為六方相的片狀多孔結(jié)構(gòu)，屬于六方晶系。
優(yōu)選的，上述的加熱絲是一根鎳鉻合金線圈，安置在陶瓷管內(nèi)，用以加熱陶瓷管。
所述氣敏材料層厚度在微米數(shù)量級即可。
本發(fā)明多功能氣敏傳感器件的制作方法，步驟如下：
(1)氧化鋁陶瓷管依次用去離子水、丙酮清洗干凈，晾干備用。
(2)將氣敏材料片狀多孔結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅粉體研細(xì)，加入去離子水調(diào)成糊狀漿料。
(3)把步驟(2)的漿料均勻涂抹在步驟(1)的氧化鋁陶瓷管上，然后在200～400℃下燒結(jié)，使敏感層致密并且與陶瓷管接合緊致牢固，制成管芯。
(4)按照旁熱式器件常規(guī)工藝，將步驟(3)中敷有氣敏材料的氧化鋁陶瓷管芯進(jìn)行焊接、封裝、電老化，制成氣敏傳感器件。
將制成的氣敏傳感器件，在一定工作溫度下用HW-30A型氣敏測試儀測試氣敏傳感器件的性能，測試氣氛采用靜態(tài)配氣法進(jìn)行測定。
測試系統(tǒng)采用電流電壓測試法，基本測試原理如圖2所示。提供氣敏元件加熱電源Vh，回路電源Vc，通過測試氣敏元件串聯(lián)的負(fù)載電阻R1的電壓Vout來反映氣敏元件的特性，元件的加熱電壓可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，負(fù)載電阻為可換插卡式。傳感器在不同的阻值R與R1和Vout的關(guān)系為：R＝(10-Vout)R1/Vout，當(dāng)器件阻值變化時(shí)，可用取樣電阻、電壓變化來表示。元件在所測氣體中的電阻Rg與在空氣中電阻Ra之比定義為靈敏度S，即S＝Rg(待測氣體氣氛中)/Ra(潔凈空氣中)。
本發(fā)明的氣敏傳感器件的技術(shù)特點(diǎn)如下：
1、僅僅通過改變傳感器件的工作溫度，就能夠檢測氯苯和乙醇，實(shí)現(xiàn)氣敏傳感器件的多功能化。即在150℃＜T＜250℃溫度范圍內(nèi)，用于氯苯的檢測；而在250℃＜T＜450℃溫度范圍內(nèi)，用于乙醇的檢測。
2、本發(fā)明的氣敏傳感器件制作簡單、性能穩(wěn)定，靈敏度高、選擇性好。在上述工作溫度下，對其他常見氣體，如一氧化碳、甲烷、氨氣、汽油等均不敏感。
3、實(shí)驗(yàn)證明采用本發(fā)明的片狀多孔結(jié)構(gòu)的納米氧化鋅粉體作敏感材料，可成功制作這種特殊的多功能氣敏傳感器件。而其他的納米氧化鋅粉體作為敏感材料則沒有多功能氣敏特性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)良效果如下：
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于曲阜師范大學(xué)，未經(jīng)曲阜師范大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/200810016320.0/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
