可燃性气体敏感元件制造技术

本发明专利技术采用一种新的复合氧化物材料体系制备的可燃性气体敏感元件，其抗水气、乙醇及烟雾等干扰能力较强，且具有对Ｈ－［２］、ＣＨ－［４］、Ｃ２Ｈ－［８］、Ｃ４Ｈ－［１０］、Ｃ－［６］Ｈ－［１２］等可燃性气体检测灵敏度高，响应恢复快，长期工作稳定性好等特点。按照本发明专利技术制备的气敏元件在纯净空气中的阻值可在较大范围内进行调整，对报警整机适应能力较强。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属氧化物半导体气敏元件制备技术。利用半导体气敏元件对可燃性气体进行实时检测时，由于有些半导体气敏元件对乙醇及烟雾的检测灵敏度高，受空气中的水气影响较大，因此往往存在因气、乙醇及烟雾等干扰因素引起的可燃性气体报警器的误报及漏报等问题。日本专利(专利号J60100753、J59019849)虽达到了元件对乙醇气检测灵敏度降低的目的，但没有涉及到对烟雾的抗干扰问题。日本专利(专利号J60170759)利用α-Fe2O3为主材料，SnO2、Sn及Pt为添加剂制备的可燃性气体敏感元件，将CO2气体也包括在可燃性气体之中，即是说这种元件对烟雾中的主要气体成分CO2也具有较高的检测灵敏度。气敏元件普遍存在在高湿环境中灵敏度下降等问题，日本专利(专利号J57116242)提供的气敏元件，尽管解决了氨气及乙醇在元件对氢气、甲烷、丙烷、丁烷等可燃性气体检测时的干扰问题，但对湿度的影响却未能获得满意的结果，只能在相对湿度40-85%的情况下使用。元件对空气中水气的吸收作用是影响其长期工作稳定性的重要因素之一。本专利技术的目的是利用γ-Fe2O3、SnO2为主材料以Al2O3、MgO为辅助材料在一定工艺条件下制备出抗高湿及乙醇、烟雾等干扰，具有较高选择性、灵敏度及长期工作稳定性的新型可燃性气体敏感元件。本专利技术是将γ-Fe2O3、SnO2与Al2O3、MgO中的至少一种按重量百分比Fe2O35-30g、SnO249-95g、Al2O30-20g、MgO0-1g，充分混合研磨后，经550-780℃较低温度烧结60-120分钟后，制成高选择性，可燃性气体敏感元件。按照本专利技术提供的气敏元件，对甲烷、城市煤气、液化石油气、汽油及氢气等可燃性气体的检测灵敏度较高。灵敏度S＝R0/Rx(R0为半导体气敏元件在纯净空气中的阻值，Rx为气敏元件在含有一定量可燃性气体的空气中的阻值)，本专利技术R0与元件在空气中含有可燃性气体相应爆炸下限的10%的阻值Rx之比不小于7。元件在高湿环境中(相对湿度≥90%)稳定性良好。对乙醇、烟雾等影响因素抗干扰能力较强，对0℃-40℃范围内的温度变化不敏感。元件在纯净空气中的阻值R0可根据材料配方及工艺条件在较大范围内调整，对不同报警整机具有较强的适应性。元件对可燃性气体敏感响应及恢复较快，响应、恢复时间均小于20秒。本专利技术提供的气敏元件适合在高湿及含有一定量乙醇及烟雾等干扰气氛下对可燃性气体进行实时检测。本专利技术提供的实施例如下实施例1将γ-Fe2O35g、SnO295g，充分混合研磨后，再加入离子水湿磨20-40分钟，将此浆料均匀涂敷在铂丝制成的螺旋形加热线圈上，再将涂有此浆料的内插丝置于加热线圈内。内插丝与加热丝之间由糊状浆料相隔，将这样制成的微珠式元件经100℃左右烘烤后置于烧结炉中在550-780℃恒温烧结60-90分钟。所得气敏元件加热丝端电压VH值为1.8-2.5V，内插丝与加热丝一端为信号端，工作电压V≤6V。所得气敏元件对可燃性气体检测灵敏度高，对水气、乙醇及烟雾抗干扰能力强。实施例2将γ-Fe2O315g、SnO280g、Al2O35g，充分混合研磨后，制成可燃性气体敏感元件，工艺条件与元件性能特点同实施例1。实施例3将γ-Fe2O330g、SnO249g、Al2O320g、MgO1g，充分混合研磨后，制成气敏元件，其工艺条件与元件性能同实施例1。实施例4将γ-Fe2O315g、SnO284.9g、MgO0.1g充分混合研磨后制成气敏元件，其工艺条件与元件性能同实施例1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可燃性气体检测的金属氧化物半导体气敏元件的制备方法，其特征是将γ－Ｆｅ↓［２］Ｏ↓［３］、ＳｎＯ↓［２］与Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］、ＭｇＯ中至少一种按重量百分比５－３０ｇ、４９－９５ｇ、０－２０ｇ、０－１ｇ，充分混合研磨后，经５５０－７８０℃温度烧结６０－１２０分钟后，制备成气敏元件。

【技术特征摘要】
1.一种用于可燃性气体检测的金属氧化物半导体气敏元件的制备方法，其特征是将γ-Fe2O3、SnO2与Al2O3、MgO中至少一种按重...

【专利技术属性】
技术研发人员：何敬文，刘斌，李培德，于黎，刘连元，于金英，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]