專利名稱：可燃性氣體敏感元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件制備技術(shù)。
利用半導(dǎo)體氣敏元件對(duì)可燃性氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)時(shí)，由于有些半導(dǎo)體氣敏元件對(duì)乙醇及煙霧的檢測(cè)靈敏度高，受空氣中的水氣影響較大，因此往往存在因氣、乙醇及煙霧等干擾因素引起的可燃性氣體報(bào)警器的誤報(bào)及漏報(bào)等問(wèn)題。
日本專利(專利號(hào)J60100753、J59019849)雖達(dá)到了元件對(duì)乙醇?xì)鈾z測(cè)靈敏度降低的目的，但沒有涉及到對(duì)煙霧的抗干擾問(wèn)題。
日本專利(專利號(hào)J60170759)利用α-Fe2O3為主材料，SnO2、Sn及Pt為添加劑制備的可燃性氣體敏感元件，將CO2氣體也包括在可燃性氣體之中，即是說(shuō)這種元件對(duì)煙霧中的主要?dú)怏w成分CO2也具有較高的檢測(cè)靈敏度。
氣敏元件普遍存在在高濕環(huán)境中靈敏度下降等問(wèn)題，日本專利(專利號(hào)J57116242)提供的氣敏元件，盡管解決了氨氣及乙醇在元件對(duì)氫氣、甲烷、丙烷、丁烷等可燃性氣體檢測(cè)時(shí)的干擾問(wèn)題，但對(duì)濕度的影響卻未能獲得滿意的結(jié)果，只能在相對(duì)濕度40-85%的情況下使用。元件對(duì)空氣中水氣的吸收作用是影響其長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性的重要因素之一。
本發(fā)明的目的是利用γ-Fe2O3、SnO2為主材料以Al2O3、MgO為輔助材料在一定工藝條件下制備出抗高濕及乙醇、煙霧等干擾，具有較高選擇性、靈敏度及長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性的新型可燃性氣體敏感元件。本發(fā)明是將γ-Fe2O3、SnO2與Al2O3、MgO中的至少一種按重量百分比Fe2O35-30g、SnO249-95g、Al2O30-20g、MgO0-1g，充分混合研磨后，經(jīng)550-780℃較低溫度燒結(jié)60-120分鐘后，制成高選擇性，可燃性氣體敏感元件。
按照本發(fā)明提供的氣敏元件，對(duì)甲烷、城市煤氣、液化石油氣、汽油及氫氣等可燃性氣體的檢測(cè)靈敏度較高。
靈敏度S＝R0/Rx(R0為半導(dǎo)體氣敏元件在純凈空氣中的阻值，Rx為氣敏元件在含有一定量可燃性氣體的空氣中的阻值)，本發(fā)明R0與元件在空氣中含有可燃性氣體相應(yīng)爆炸下限的10%的阻值Rx之比不小于7。元件在高濕環(huán)境中(相對(duì)濕度≥90%)穩(wěn)定性良好。對(duì)乙醇、煙霧等影響因素抗干擾能力較強(qiáng)，對(duì)0℃-40℃范圍內(nèi)的溫度變化不敏感。元件在純凈空氣中的阻值R0可根據(jù)材料配方及工藝條件在較大范圍內(nèi)調(diào)整，對(duì)不同報(bào)警整機(jī)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。元件對(duì)可燃性氣體敏感響應(yīng)及恢復(fù)較快，響應(yīng)、恢復(fù)時(shí)間均小于20秒。
本發(fā)明提供的氣敏元件適合在高濕及含有一定量乙醇及煙霧等干擾氣氛下對(duì)可燃性氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。
本發(fā)明提供的實(shí)施例如下實(shí)施例1將γ-Fe2O35g、SnO295g，充分混合研磨后，再加入離子水濕磨20-40分鐘，將此漿料均勻涂敷在鉑絲制成的螺旋形加熱線圈上，再將涂有此漿料的內(nèi)插絲置于加熱線圈內(nèi)。內(nèi)插絲與加熱絲之間由糊狀漿料相隔，將這樣制成的微珠式元件經(jīng)100℃左右烘烤后置于燒結(jié)爐中在550-780℃恒溫?zé)Y(jié)60-90分鐘。所得氣敏元件加熱絲端電壓VH值為1.8-2.5V，內(nèi)插絲與加熱絲一端為信號(hào)端，工作電壓V≤6V。所得氣敏元件對(duì)可燃性氣體檢測(cè)靈敏度高，對(duì)水氣、乙醇及煙霧抗干擾能力強(qiáng)。
實(shí)施例2將γ-Fe2O315g、SnO280g、Al2O35g，充分混合研磨后，制成可燃性氣體敏感元件，工藝條件與元件性能特點(diǎn)同實(shí)施例1。
實(shí)施例3將γ-Fe2O330g、SnO249g、Al2O320g、MgO1g，充分混合研磨后，制成氣敏元件，其工藝條件與元件性能同實(shí)施例1。
實(shí)施例4將γ-Fe2O315g、SnO284.9g、MgO0.1g充分混合研磨后制成氣敏元件，其工藝條件與元件性能同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種用于可燃性氣體檢測(cè)的金屬氧化物半導(dǎo)體氣敏元件的制備方法，其特征是將γ-Fe2O3、SnO2與Al2O3、MgO中至少一種按重量百分比5-30g、49-95g、0-20g、0-1g，充分混合研磨后，經(jīng)550-780℃溫度燒結(jié)60-120分鐘后，制備成氣敏元件。
全文摘要
本發(fā)明采用一種新的復(fù)合氧化物材料體系制備的可燃性氣體敏感元件，其抗水氣、乙醇及煙霧等于擾能力較強(qiáng)，且具有對(duì)H
文檔編號(hào)H01L49/00GK1035207SQ8810022
公開日1989年8月30日 申請(qǐng)日期1988年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月18日
發(fā)明者何敬文 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所