新型多壁碳纳米管复合薄膜材料气敏性能研究1

采用射频反应磁控溅射锡（Sn）靶和钨（W）靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和气敏元件,通过XRD和XPS实验分析了复合薄膜材料的物相结构及表面化学状态,测试了该气敏传感器的气体敏感性能,包括灵敏度、选择性等特性,实验结果表明,该复合薄膜气敏传感器表现出较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感。对实验结果与气敏响应机理进行了初步的分析与讨论。     

高分散SnO_2纳米粒子的制备及其气敏性能研究

为了提高n型半导体SnO2气敏材料的性能,以碳微球为载体,制备了高度分散、粒径均匀的SnO2纳米粒子.采用静态配气法对基于该SnO2的气敏元件性能进行了系统测试,结果表明,在工作温度为330℃时,实验所得SnO2气敏元件对乙醇气体呈现出优异的响应灵敏度,性能优于相同测试条件下商用SnO2气敏材料.对5×10-6~200×10-6乙醇气体测试,结果显示,材料灵敏度与气体浓度有一定的依赖关系,灵敏度随着气体浓度的增加呈线性增长.     

SnO2纳米颗粒对CH4气敏特性的研究

使用溶胶-凝胶法制备了SnO2纳米颗粒.通过X射线衍射和扫描电子显微镜手段对材料的晶体结构和表面进行分析,结果表明所得材料为纯SnO2纳米颗粒.以所制备的SnO2纳米颗粒为气敏材料制备电阻式气敏元件,在CH4体积分数为2.5×10-4时,测试SnO2纳米颗粒对CH4气体的气敏特性,包括工作温度-气体灵敏度和响应-恢复特性,结果表明SnO2颗粒在工作温度为350℃时对CH4的最大灵敏度为11,响应-恢复时间分别为5s和8s.实验结果表明,该SnO2纳米颗粒气敏传感器对CH4具有快速响应和高灵敏度的特性,在工矿安全运行和环境保护方面具有重要的应用价值.     

射频反应溅射纳米SnO2薄膜气敏特性研究

采用射频反应溅射在瓷管上制备了SnO2气敏薄膜元件,以及用传统方法制备了SnO2厚膜元件.两种元件经测试表现出对乙醇较高的灵敏度,对两种元件进行了性能对比测试.测试表明,无论在灵敏度、响应恢复时间,还是在检测浓度范围上,SnO2气敏薄膜元件都比传统的厚膜元件性能优越.SnO2气敏薄膜元件经过表面修饰,在200×10-6体积浓度下接近30.对薄膜元件加热温度及选择性进行了研究,初步探讨了元件稳定性及其敏感机理.     

利用磁控溅射仪制作平面薄膜型H2S硅微传感器

通过反应溅射 ,以硅基片 (表面上有白金加热电极 )为基底制作H2 S薄膜气敏元件 .实验表明 ,纳米SnO2 对H2 S具有较高的敏感度 ,对干扰气体的选择性较好 .性能测试表明 ,元件的特性与敏感材料的厚度、溅射气压等工艺参数有关系 ,但敏感材料的厚度对元件的特性起着决定性的作用 ,气敏薄膜有一个最佳厚度范围 .通过X射线衍射仪进行材料的微观分析 ,表明SnO2 的平均粒径大小为 8.5nm .     

ZrO2掺杂的SnO2厚膜的制备及性能研究

采用化学共沉淀法和丝绸印刷法成功地制备了ZrO2掺杂的SnO2厚膜型气敏传感材料,研究了不同掺杂量,不同烧结温度的厚膜材料的电学性能及气敏性能.实验结果表明:掺杂降低了纯SnO2厚膜的电阻及敏感温区的温度;不同的烧结温度对气敏性能影响较大,在200℃下对20ppm的H2S气体具有较好的灵敏度(S=5.2),响应恢复时间均小于1min.     

粉末溅射SnO2:Pt薄膜和SnO2/SnO2:Pt双层膜的气敏特性

用粉末溅射方法制备了体掺杂型SnO2 :Pt薄膜和表面层掺杂SnO2 /SnO2 :Pt双层膜 .实验结果表明 ,由室温至 2 0 0℃ ,这两种薄膜对CO气体均显示了较高的灵敏度和选择性 .单层膜厚度和双层膜导电层及气敏层厚度对灵敏度有明显的影响 .通过对掺杂单层膜和双层膜气敏特性的比较 ,对粉末溅射SnO2薄膜的气敏响应机理进行了探讨 .     

直流溅射掺杂Pt的SnO2薄膜气敏特性

采用非醇盐溶胶-凝胶工艺在Al2O3基片上旋转涂敷制备掺杂Sb的SnO2薄膜,再经直流溅射制得表面掺杂Pt的Sb∶SnO2薄膜,测试了薄膜对乙醇、汽油、苯、二甲苯、甲苯、丙酮和NH3气体的气敏性能,探讨了不同Pt掺杂量对乙醇气敏性能的影响.结果表明,Pt的溅射时间为90 s时,元件对50×10-6乙醇气体的灵敏度高达43,且薄膜具有较好的响应-恢复特性,其响应时间和恢复时间均为6 s.选择性研究表明,薄膜在加热温度为280℃时,具有很好的酒敏特性和选择性.     

In~(3+)掺杂SnO_2纳米粉体的制备及气敏性能研究

以自制的SnO2和In2O3为原料,通过固相研磨法制得了一系列掺有In3+的SnO2纳米粉体,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段对材料的结构、形貌进行了测量和表征.将该材料制成气敏元件,采用静态配气法测试了材料的对Cl2,NO2,H2,H2S,乙醇,甲醛等气体的气敏性能.探讨了掺杂量、工作电压对SnO2粉体材料气敏性能的影响.研究发现:其中当掺杂In2O3的质量分数为3%时,元件在加热电压为3.5 V下对体积分数为30×10-6的Cl2的灵敏度达到3036,而对其他气体几乎没有响应或者响应很小,元件具有较好的响应-恢复特性,响应时间和恢复时间分别是3 s和8 s,最后简要讨论了SnO2对的Cl2气敏机理.     

WO3 纳米材料气敏性能研究进展

作为n型半导体的WO3是一种优良的气敏材料,对NOX、H2S、H2、CH4、C2H5OH、CO、NH3等气体都有良好的敏感性。目前WO3气敏材料已经基本满足社会应用的要求,但有些指标还有待改善。本文综述了WO3纳米材料气敏性能的研究进展,介绍了n型半导体WO3纳米材料的气敏传感机制,以及通过形貌控制等手段提高气敏性能、掺杂WO3纳米材料气敏性能及其复合气敏材料气敏性能的研究进展情况。作者认为WO3纳米材料在提高灵敏度、降低工作温度,特别是提高选择性和稳定性上还有很大的研究空间,并且还需克服制备的高成本,探索简易而且重复性强的制备工艺,以便更早地应用于商业化生产,为社会生产生活服务。