對(duì)于氣敏傳感器來(lái)說(shuō),的是制備過(guò)程,而制備過(guò)程又可分為氣敏元件的制備和氣敏材料的制備,由于目前的生產(chǎn)和生活中使用的是半導(dǎo)體氣敏傳感器,所以本篇文章主要介紹半導(dǎo)體式氣敏傳感器的制備工藝。
1、氣敏元件制備方法
氣敏元件是氣敏傳感器的核心,所以氣敏元件的制備尤為重要,主要是其材料的選用。氣敏元件的制備方法主要有燒結(jié)法、薄膜法和厚膜法。
燒結(jié)法主要應(yīng)用于SnO2型氣敏傳感器的氣敏元件制備,是指將氣敏元件的電極和加熱器埋在金屬氧化物中,然后利用高溫加熱直至成型,再借助低溫來(lái)燒結(jié)。燒結(jié)法所用的高溫一般為200~300℃。
薄膜法是用來(lái)制備ZnO氣敏元件,采用真空鍍膜工藝或?yàn)R射工藝,在石英或者陶瓷基片上制成金屬氧化物薄膜,這便構(gòu)成了薄膜型氣敏元件。
厚膜法是指將氣敏材料與硅凝膠混合制成厚膜膠,然后在高溫下燒結(jié),制成厚膜型氣敏元件,厚膜法所用的溫度一般為400~800℃,此方法可進(jìn)行批量生產(chǎn)。
2、氣敏材料制備方法
氣敏材料制備需要考慮多種因素,比如制備的成本、材料的純度和操作的難易程度等。氣敏材料的制備方法主要有:物相沉積法、化學(xué)氣相沉積法和凝膠-溶膠法等。
物相沉積法又稱(chēng)為熱蒸發(fā)法。使用該種方法制成的氣敏材料純度較高,但是此種方法對(duì)操作和使用的設(shè)備要求較高。熱蒸發(fā)法利用真空蒸發(fā)、激光等方法將原料制成等離子體,然后在的介質(zhì)中使其凝結(jié)成為所需要的氣敏材料。
化學(xué)氣相沉積法是利用兩種或兩種以上的氣體原料進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),之后通過(guò)冷凝形成納米粒子。此方法主要用來(lái)制備半導(dǎo)體氣敏傳感器的氣敏材料,制備的過(guò)程易于控制和操作且的材料純度較高,但是的氣敏材料的粒子尺寸較大。
凝膠-溶膠法廣泛使用于制備氣敏性金屬氧化物薄膜。此種方法的操作簡(jiǎn)便、的氣敏材料粒子活性較高、材料的純度也很高,但是制備過(guò)程中的pH值和膠凝的速度會(huì)影響到材料的制備。凝膠一溶膠法是將原料分散在溶液中并經(jīng)過(guò)水解形成活性單體,活性單體聚合成為溶膠然后生成凝膠,經(jīng)過(guò)處理等到納米粒子。
氣敏傳感器產(chǎn)業(yè)正向著規(guī)模化、化和自動(dòng)化方向發(fā)展,由于近些年來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,氣敏傳感器也成為了一種的重要產(chǎn)品,新型氣敏材料了深入的,氣敏傳感器技術(shù)也取得了較大進(jìn)步,應(yīng)用的也越來(lái)越廣泛,在工業(yè)方面和民用方面都了充分的應(yīng)用和發(fā)展。在工業(yè)方面主要體現(xiàn)在氧氣傳感器、毒性氣體傳感器等,在居民日常生活方面,主要應(yīng)用于監(jiān)控氣體的泄露,防止火災(zāi)的發(fā)生以及檢測(cè)酒精的濃度,降低發(fā)生交通事{l改的幾率等。
當(dāng)今全世界正面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題,環(huán)保被擺在位置,氣敏傳感器要想的發(fā)展,就向低功耗、低成本、多功能的方向發(fā)展。具體應(yīng)從以下三個(gè)方面著手:①提高其反應(yīng)的靈敏程度和其工作性能、降低消耗,減少氣敏材料制備過(guò)程的能耗;②要減少成本、簡(jiǎn)化操作過(guò)程、縮小氣敏傳感器的體積,使其方便的被人們所使用;③要把氣敏傳感器向多功能發(fā)展,發(fā)現(xiàn)其的用途,使氣敏傳感器的使用范圍較現(xiàn)在跟為廣泛。
除此之外,氣敏傳感器發(fā)展還應(yīng)該注重市場(chǎng)的走向,以國(guó)民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化需求和人民生命財(cái)產(chǎn)服務(wù)為目標(biāo),大力新型氣敏元件傳感器,生產(chǎn)的氣敏元件傳感器,做好宣傳工作,廣泛使用氣敏傳感器,發(fā)展和完善氣敏元件傳感器、變送器、報(bào)警器和應(yīng)用裝置系統(tǒng)等氣敏綜合應(yīng)用技術(shù),組建有競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)集團(tuán),有自己知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品,推動(dòng)我國(guó)氣敏技術(shù)跨上一個(gè)新臺(tái)階。在具備條件的企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)建立技術(shù)中心,配備手段;產(chǎn)品工藝方面,解決厚膜、電化學(xué)和集成工藝技術(shù),主要產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到世界同期水平,具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新產(chǎn)品如常溫低功耗(電池供電)氣敏傳感器,新型環(huán)境氣敏傳感器等。