專利名稱：納米二氧化錫室溫氣敏器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種室溫氣敏器件及其制造方法。
半導(dǎo)體型SnO2陶瓷材料是目前應(yīng)用最廣泛的氣敏材料，但它必須工作于150℃以上才具有氣敏特征，因此當(dāng)使用氣敏器件監(jiān)測(cè)環(huán)境的氧含量變化時(shí)，必需使用專門的電源及電路將元件加熱至150℃以上才能有效地工作，使用十分不方便。且該類型元件的電阻值很高，對(duì)生產(chǎn)工藝條件要求高，產(chǎn)品離散性較大，整個(gè)器件造價(jià)也較高。近年來已有過制成SnO2氣敏薄膜的報(bào)導(dǎo)，雖然具有較高的靈敏度，但其工作溫度仍在100℃以上，工藝要求比陶瓷材料更高。
本發(fā)明的目的是研制一種在室溫下具有對(duì)氧氣和氣化性氣氛敏感性的氣敏器件及其制造方法，該器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，對(duì)生產(chǎn)工藝及使用條件要求低，生產(chǎn)成本低。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的納米SnO2室溫氣敏器件是在由粒度為8至15mm的納米SnO2顆粒沖壓成的薄片上鍍，有二個(gè)或四個(gè)銀電極，并通過柔軟金屬絲引出。
納米SnO2室溫氣敏器件的制造方法a)將SnCl2·2H2O∶H2O∶HCl按重量比為1∶15∶0.15進(jìn)行混合攪拌過濾，然后將濾液放于冰水混合物中冷藏；b)調(diào)整濾液的PH值為5至7，經(jīng)0℃冷卻后過濾；c)將濾液置于0℃的環(huán)境中超聲振蕩0.5至3小時(shí)，并進(jìn)行過濾；d)將過濾得到的白色沉淀物于180至200℃溫度下通氧3至5小時(shí)，得到納米SnO2材料；e)將納米SnO2材料沖壓制成長(zhǎng)方形、橢圓形、圓形或正方形薄片，并銀焊上二個(gè)或四個(gè)電極，用柔軟金屬絲引出。使用時(shí)不必將器件加熱等，只要將器件上的四條電極引線按四端電位法接入平衡電橋的一臂，利用電橋原理及納米SnO2器件的電阻值與氧分壓的線性關(guān)系測(cè)知氧含量的多少。也可以直接則量納米SnO2器件的兩電極的電阻值，同樣利用其電阻值與氧分壓的線性關(guān)系測(cè)知氧含量的多少，使用相當(dāng)方便可靠。
采用通過上述方法制成的SnO2材料制作氣敏器件，在室溫下便對(duì)氧氣和氧化性氣氛具有較高的敏感性，且電阻值與氧分壓成線性關(guān)系，大大方便標(biāo)度制作；另外其制作工藝簡(jiǎn)單，只需一般設(shè)備，不必繞結(jié)，產(chǎn)品易于控制，生產(chǎn)成本低廉。
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
a)將SnCl2·2H2O 200克加入3000毫升水中，慢慢加入30毫升HCl并充分?jǐn)嚢?，把溶液過濾，后將濾液放于冰水混合物中冷藏；b)待濾液充分冷卻后向?yàn)V液滴加1∶3的氨水，同時(shí)邊攪拌邊監(jiān)測(cè)溶液的PH值，加到PH值為6、6.5或7時(shí)，(最佳為6.5)停止滴加氨水，并置于0℃溫度下充分冷卻(約1小時(shí))，用濾紙反復(fù)過濾三次；c)將濾液置于0℃的環(huán)境中超聲振蕩0.5、1、1.5、2、2.5或3小時(shí)，然后用雙層濾紙過濾，得到白色沉淀物；d)將過濾得到的白色沉淀物于180或200℃溫度下通氧3至5小時(shí)，得到納米SnO2材料；e)將納米SnO2材料充分研磨后，放入模具中壓成薄片(圓片、橢圓片、長(zhǎng)方形片或正方形片)，壓強(qiáng)為0.2GPa，保持這壓強(qiáng)1分鐘以上；最后在薄片上銀焊上二個(gè)或四個(gè)電極。電極之間的距離可為2～3mm；薄片的尺寸長(zhǎng)為10mm、寬為4～6mm、厚約為1mm。
權(quán)利要求
1.一種納米SnO2室溫氣敏器件，其特征是在由粒度為8至15mm的SnO2微粒壓成的薄片上鍍有二個(gè)或四個(gè)銀電極，并通過柔軟金屬絲引出。
2.一種制造權(quán)利要求1所述的納米SnO2室溫氣敏器件的方法，其特征是工藝步驟包括a)將SnCl2·2H2O∶H2O∶HCl按重量比為1∶15∶0.15進(jìn)行混合攪拌過濾，然后將濾液放于冰水混合物中冷藏；b)調(diào)整濾液的PH值為5至7，經(jīng)0℃冷卻后過濾；c)將濾液置于0℃的環(huán)境中超聲振蕩0.5至3小時(shí)，并進(jìn)行過濾；d)將過濾得到的白色沉淀物于180至200℃溫度下通氧3至5小時(shí)，得到納米SnO2材料；e)將納米SnO2材料沖壓制成長(zhǎng)方形、橢圓形、圓形或正方形薄片，并銀焊上二個(gè)或四個(gè)電極，用柔軟金屬絲引出。
3.一種如權(quán)得要求2所述的制造權(quán)利要求1的納米SnO2室溫氣敏器件的方法，其特征是工藝步驟a)調(diào)整濾液的PH值為6.5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種室溫氣敏器件及其制造方法。首先采用溶膠—凝膠法及水解法制成Sn(OH)
文檔編號(hào)G01N27/26GK1175692SQ97114210
公開日1998年3月11日 申請(qǐng)日期1997年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月5日
發(fā)明者張進(jìn)修, 李宇新, 羅?；? 石燦鴻, 賴其略 申請(qǐng)人:中山大學(xué)