陶瓷微加工鈀摻雜一氧化碳?xì)怏w傳感器的研究.pdf

1、針對(duì)目前商用陶瓷氣體傳感器功耗大、封裝難的缺點(diǎn)，提出一種陶瓷微加工微熱板式氣體傳感器的結(jié)構(gòu)和無(wú)內(nèi)引線封裝的方式。用有限元方法對(duì)陶瓷微熱板的熱特性進(jìn)行模擬，為器件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。建立了陶瓷微熱板的穩(wěn)態(tài)傳熱模型，并將模型計(jì)算結(jié)果同有限元模擬結(jié)果比對(duì)。在對(duì)濕法腐蝕微加工陶瓷材料工藝方法探索的基礎(chǔ)上，確定了準(zhǔn)分子激光微加工的技術(shù)路線，用該方法制作了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的陶瓷微熱板器件。測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)板上平均溫度為300℃時(shí)，所需最小加熱功率為

2、200 mW，425mW加熱功率可使熱板平均溫度達(dá)到600℃。在600℃工作溫度下，Pt微加熱器具有良好的阻值穩(wěn)定性和抗熱沖擊能力。陶瓷微熱板可用于低功耗、高溫氣體傳感器中。
　　 以CO氣體為檢測(cè)對(duì)象，研制恒電壓加熱方式下低功耗陶瓷氣體傳感器。提出陶瓷微熱板應(yīng)用于氣體傳感器時(shí)，氣敏膜可同加熱器做在同一面的方法。建立了等效電路模型，理論分析了該方法的可行性，根據(jù)分析結(jié)果提出加熱電源可兼做測(cè)試電路電源的測(cè)試方法。
　　 用

3、直接沉淀法，氨水回溶成膠法，檸檬酸回溶成膠法三種方法制備了SnO2納米粉體。以粉體粒徑為指標(biāo)，確定氨水回溶成膠法為最佳制備方法。在此基礎(chǔ)上，制備了Pd原子摻雜濃度比分別為0.2％、2％、10％的三種摻雜粉體。制作了不同Pd摻雜濃度的CO厚膜陶瓷微熱板氣體傳感器，并對(duì)敏感膜形貌進(jìn)行了表征。
　　 在自行搭建的氣體測(cè)試平臺(tái)上對(duì)四種敏感材料氣體傳感器進(jìn)行了氣敏特性測(cè)試，從靈敏度、選擇性、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間、環(huán)境溫濕度影響等幾個(gè)方面，研究

4、不同濃度Pd摻雜對(duì)CO氣體傳感器的影響。由實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果綜合評(píng)價(jià)，0.2％ Pd摻雜為CO檢測(cè)的最佳摻雜濃度。在最佳工作溫度200℃時(shí)，0.2％ Pd摻雜器件對(duì)CO氣敏性能良好，加熱功率僅為130 mW，有望成為一種實(shí)用的恒電壓加熱方式CO氣體傳感器。
　　 結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用密度泛函理論計(jì)算的方法，研究SnO2基CO氣體傳感器的敏感機(jī)理。建立了化學(xué)計(jì)量型和缺氧型兩種SnO2(110)表面模型，計(jì)算其表面結(jié)構(gòu)及電特性。選用氣體傳感