[發(fā)明專利]陶瓷管型氣體傳感器及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910458641.4 | 申請日： | 2019-05-29 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN110118806A | 公開（公告）日： | 2019-08-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張振興;胡強(qiáng);華曉慧;李艷;劉國 | 申請（專利權(quán)）人： | 蘭州大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | G01N27/12 | 分類號(hào)： | G01N27/12;G01N27/04 |
| 代理公司： | 北京華專卓海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11664 | 代理人： | 張繼鑫 |
| 地址： | 730000 甘肅*** | 國省代碼： | 甘肅;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 陶瓷管 氣體傳感器 制備 銅金屬層 氧化銅納米 表面制備 表面生長 制備方法步驟 申請 響應(yīng) | ||
本申請公開了一種陶瓷管型氣體傳感器及其制備方法。該陶瓷管型氣體傳感器的制備方法包括：在陶瓷管的表面制備銅金屬層；在所述銅金屬層的表面生長氧化銅納米陣列，得到所述陶瓷管型氣體傳感器。本申請?zhí)峁┑奶沾晒苄蜌怏w傳感器的制備方法通過在陶瓷管表面制備銅金屬層并在銅金屬層表面生長氧化銅納米陣列，達(dá)到了在陶瓷管表面制備氧化銅納米陣列以作為氣體傳感器的目的，解決了現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷管型氣體傳感器的制備方法步驟多而繁雜、制備成本高、容易造成浪費(fèi)、不利于氣體響應(yīng)的問題。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及氣體傳感器領(lǐng)域，具體而言，涉及一種陶瓷管型氣體傳感器及其制備方法。
背景技術(shù)
氣體傳感器是一種將某種氣體體積分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，包括半導(dǎo)體氣體傳感器、電化學(xué)氣體傳感器、催化燃燒式氣體傳感器、熱導(dǎo)式氣體傳感器、紅外線氣體傳感器、固體電解質(zhì)氣體傳感器等。目前，新型氣體傳感器得到了廣泛地研究和開發(fā)，即利用傳統(tǒng)的作用原理和某些新效應(yīng)，優(yōu)先使用晶體材料(硅、石英、陶瓷等)，采用先進(jìn)的加工技術(shù)和微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制新型傳感器及傳感器系統(tǒng)。其中，陶瓷管型氣體傳感器是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，且研究重心放在合成不同的氣敏材料上，即是對(duì)某種特定氣體表現(xiàn)出響應(yīng)值高、響應(yīng)/回復(fù)時(shí)間短、長期穩(wěn)定和重復(fù)性好(氣體傳感器的4點(diǎn)基本指標(biāo))的材料。
制備陶瓷管型氣體傳感器的方法主要包括以下步驟：通過水熱、靜電紡絲、離子沉積等方法制備氣敏材料；將制備好的氣敏材料與粘結(jié)劑按一定比例混合形成漿料；把漿料涂覆在陶瓷管上；最后在空氣氣氛、不低于500℃的溫度下煅燒來移除粘結(jié)劑，從而形成氣敏響應(yīng)材料包覆在陶瓷管表面的氣體傳感器元件。可見，現(xiàn)有技術(shù)中制備陶瓷管型氣體傳感器的方法具有以下缺點(diǎn)：(1)制造工藝步驟多而繁雜；(2)引進(jìn)了不利于氣體響應(yīng)的粘結(jié)劑；(3)制備成本高，涂覆材料后需要不低于500℃煅燒；(4)由于粘結(jié)混合時(shí)會(huì)有一些漿料遺留在容器壁上造成浪費(fèi)。
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。
發(fā)明內(nèi)容
本申請的主要目的在于提供一種新型的陶瓷管型氣體傳感器的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中陶瓷管型氣體傳感器的制備方法步驟多而繁雜、制備成本高、容易造成浪費(fèi)、不利于氣體響應(yīng)的問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的一個(gè)方面，提供了一種陶瓷管型氣體傳感器的制備方法，包括：在陶瓷管的表面制備銅金屬層；在所述銅金屬層的表面生長氧化銅納米陣列，得到所述陶瓷管型氣體傳感器。
進(jìn)一步地，所述銅金屬層的厚度為448.0-998.2nm。
進(jìn)一步地，采用直流磁控濺射的方法在陶瓷管的表面制備銅金屬層。
進(jìn)一步地，直流磁控濺射的條件為：在氬氣氣氛30SCCM、0.8-1.2Pa氣壓、室溫、功率10-20W的條件下濺射30-50min。
進(jìn)一步地，在所述銅金屬層的表面生長氧化銅納米陣列的方法包括：將表面制備了銅金屬層的陶瓷管浸入腐蝕液中腐蝕，得到腐蝕后的陶瓷管；煅燒所述腐蝕后的陶瓷管，得到氧化銅納米陣列。
進(jìn)一步地，所述腐蝕液由氫氧化鈉、過硫酸銨和去離子水混合得到，其中，氫氧化鈉與去離子水的質(zhì)量體積比為0.1-0.12g/mL，過硫酸銨與去離子水的質(zhì)量體積比為0.028-0.032g/mL。
進(jìn)一步地，腐蝕的時(shí)間為30-110min。
進(jìn)一步地，在所述銅金屬層的表面生長氧化銅納米陣列的方法還包括：將腐蝕后的陶瓷管使用無水乙醇和去離子水沖洗；將沖洗后的陶瓷管進(jìn)行烘干。
進(jìn)一步地，煅燒溫度為150-250℃，升溫至煅燒溫度的速率為2-6℃/min。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本申請的另一個(gè)方面，提供了一種陶瓷管型氣體傳感器，由上述的陶瓷管型氣體傳感器的制備方法制備得到。
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