α—Fe_2O_3基气敏材料的催化性能研究

一、前言气敏现象是一个涉及面较广的复杂现象,它与半导体物理、表面科学和催化效应等密切相关。现已发现催化效应在气敏半导体陶瓷材料检测气体方面有重要作用,材料的气敏效应与催化效应之间有平行关系。氧化铁系气敏机制,目前多从体效应角度来描述:r-Fe_2O_3与还原性气体作用,生成r-Fe_2O_3与Fe_3O_4组成的低电阻体固溶结构     

常温α-Fe_2O_3气敏元件

研制成功一种新型常温α—Fe_2O_3~-气敏元件。该元件是在 SnO_2基质材料中加入适量的α—Fe_2O_3~-,而不加任何贵金属。该元件具有大的比表面积,142m~2/g,以及具有微晶和无定型结构,因此对 H_2、LPG、煤气有较高的灵敏度。然而,对 CO 和 CH_4不敏感,所以该元件有一定的选择性。该元件还有一个特点就是不需要加热,这样具有低功耗、工艺结构简单、成本低、稳定等优点。对元件机理进行简单讨论。     

■-Fe_2O_3系气敏器件气敏机理初探

<正> 城市煤气的主要成分甲烷(CH_4)是一种化学性质很稳定的气体,在低浓度域较难进行检测,本课题研制的-Fe_2O_3系气敏器件,可在低浓度域对CH_4气进行检漏报警。 -Fe_2O_3通常情况下几乎不显示气敏性,我们从不同的铁盐用湿法调制出几种微粒状(粒     

α-Fe_2O_3烧结体气敏器件

研究了用共沉淀法制备的α-Fe_2O_3粉体制成的烧结体型气敏器件的性能。采用X射线衍射、电子扫描电镜、能谱方法对α-Fe_2O_3超细粉体和烧结体的结构和成份进行了分析和观察。     

α-Fe_2O_3气敏材料和器件制造及工艺研究

本文用γ-Fe_2O_3和α-Fe_2O_3粉末混合物为原料,用更简单的注塑成型方法代替传统的压制成型工艺,用便宜的Ni电极代替传统的Au或Pt等贵重金属电极,制成α-Fe_2O_3气敏管芯。在不同的工作温度和氢气浓度下测量气敏特性△R/R_0～N(浓度)。 结果表明,虽然在低浓度范围,其灵敏度△R/R_0低于传统压制成型的α-Fe_2O_3器件,但由于所有特性曲线在N>1000ppm范围均呈线性关系,且其斜率显著大于传统α-Fe_2O_3器件,因此随着氢气浓度提高,二者的差距不断缩小,并在N>5000ppm范围,达到或超过传统α-Fe_2O_3器件水平。     

环境因素对α-Fe_2O_3气敏元件性能的影响

通过对α－Fe2O3汽敏元件进行低温、高温、稳态湿热和振动等可靠性环境试验，探索了各种环境因素对其性能的影响．根据试验数据，采用FTA方法对元件进行了失效分析，找出了影响α－Fe2O3气敏元件性能的主要因素，从而为提高气敏元件可靠性提供了理论和技术保证．     

掺杂合成纳米α-Fe_2O_3粉体及其气敏性能研究

采用溶胶凝胶法制备Eu2O3-Fe2O3(Eu2O3的质量分数为0~7%)纳米粉体材料,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段分析了材料的微观结构,并进行了气敏性能测试。结果表明:合成的产物颗粒均匀、粒径细小。其中,质量分数为5%Eu2O3的烧结型气敏元件在145℃条件下对H2S有较高的灵敏度、较好的选择性及响应恢复特性,线性检测范围较宽,有望研制成气敏性能较为优异的H2S敏感材料。     

α-Fe_2O_3气敏元件可靠性工艺设计

利用可靠性设计技术，对α－Ｆｅ２Ｏ３气敏元件进行可靠性工艺设计。通过失效源的确立与分析，提高元件的成品率，实现气敏元件可靠性的增长。     

掺杂α—Fe_2O_3的气敏材料特性

报道了在SnO_2、ZnSnO_3基体材料中掺有α—Fe_2O_3金属氧化物作催化剂的半导体气敏材料的性能。实验表明,在不同基体材料中掺入不同比例的α—Fe_2O_3后,元件静态电阻R_0及元件对甲烷(CH_4)、丁烷、乙醇等气体性能随掺杂比例不同而改善,而对一氧化碳(CO)、汽油等气体性能改善不大。此外,α—Fe_2O_3掺杂使元件的可靠性、长期稳定性得到明显提高。     

γ-Fe_2O_3烧结感应体的气敏特性

本文介绍γ-Fe_2O_3气敏感应体气敏特性的研究结果。研究表明, 烧结型γ-Fe_2O_3气敏感应体对丙烷等气体具有较高的灵敏度以及较好的选择性,具有良好的湿度特性。它的失效机理主要在于一定温度下转变为无气敏性的α-Fe-2O_3。选择适当的添加剂及工艺处理可以推迟这种转变的发生。     

载气及化学物质对稀土α-Fe_2O_3气敏元件灵敏度的影响

测定了掺La_2O_3,CeO_2,Pr_6O_(11),Nd_2O_3稀土氧化物的α-Fe_2O_3元件在不同载气(空气、纯氧和纯氮)中对于煤气的灵敏度以及在空气中对于烷烃、烯烃、炔烃、醇类、芳环及杂环等化学物质的灵敏度变化。根据半导体气敏元件的吸附氧机理对上述现象和规律进行了讨论。     

Zn2+掺杂WO3基气敏材料的制备及气敏性能研究

通过加热分解钨酸制备的WO3与Zn(NO3)2溶液超声分散,制备出了掺杂Zn2 的WO3基气敏材料。研究了Zn2 掺杂对WO3气敏材料性能的影响。结果发现,Zn2 掺杂WO3基传感器对H2S有较好的气敏性能,在常温下对极低浓度(5×10-6)H2S也有很高的灵敏度(56),适量掺杂可以提高其灵敏度,Zn2 掺杂n_Zn~(2 )/n_W=2%的WO3基传感器的灵敏度最大,对50×10-6H2S在200℃灵敏度可达1800。通过X-射线衍射仪(XRD),比表面测定仪(BET)对材料进行了表征,比表面积范围介于2.5～3.5m2/g之间。结合有关理论,对元件气敏现象及机理进行了解释。     

γ-Fe_2O_3超微粉的制备及气敏掺杂效应研究新进展

本文综述了近年来 γ- Fe2 O3超微粉在制备方法上的新进展 .作为气敏材料时 ,通过掺杂不同化合物可提高其相变温度和气敏性的效应     

低功耗In_2O_3基LPG气敏元件

采用In2O3超细粉体,掺杂Au和金属氧化物(SiO2,Fe2O3等),按照直热式气敏元件工艺制成珠状气敏元件,通过Al2O3 Pd的表面催化层处理,研制出功耗低于100mW(在空气中)的液化石油气(LPG)气敏元件。并分析了元件的气敏机理。     

硫酸根离子在α-Fe_2O_3气敏性中的作用

本文研究了用共沉法制备的α-Fe_yO_3粉体做成的烧结型气政元件的性能。通过红外吸收谱分析及差热-热重分析,比较了用不同铁盐做成的样品含OHˉT和SO_4~(2-)离子情况,分析了不同铁盐的吸热、放热,失重情况与灵敏度的关系。最后讨沦了SO_4~(2-)离子在α-Fe_2O_3气敏性中的作用。     

Fe_2O_3基陶瓷的气湿敏特性

论述了由不同制备工艺获得的Ｆｅ２Ｏ３陶瓷及各种添加剂下表面羟基和吸附氧的形成和性质，分析了表面羟基和吸附氧的酸碱性对气湿特性的影响。     

共沉法制α-Fe_2O_3粉体的研究

本文研究了共沉法制α-Fe_2O_3粉体的工艺及αFeOOH中的失水问题。在对用共沉法制备αFeOOH粉体及α-Fe_2O_3粉体进行TG-DTA(差热-热重)分析和高温X射线衍射分析基础上,确定了共沉法制粉体αFeOOH完全转变成α-Fe_2O_3的温区为400～600℃,并用BET法测定了a-Fe_2O_3的比表面。最后研究了用不同铁盐作原料、用共沉法制备的α-Fe_2O_3的气敏性能。     

氧化铁基湿敏陶瓷材料性能的研究

报导了对Ｆｅ２Ｏ３—ＭｇＯ—Ｋ２ＣＯ３系列陶瓷材料的湿敏特性、抗老化性、湿滞特性及响应速度的研究结果，并对其机理进行了讨论．     

Fe_2O_3系气敏元件热特性定量描述

通过测试某厂生产的Ｆｅ２Ｏ３系烧结型旁热式气敏元件在不同加热条件下空气中的阻值,分析了大量数据,总结出正常条件下元件阻值Ｒａ随加热电流ＩＨ（电压ＶＨ）变化规律,给出经验公式,以利于获得最佳工艺条件。