TiO_2氧传感器的研究与进展

TiO2 氧传感器具有体积小、结构简单、使用方便、价格低廉和性能好等优点,在环境监测、锅炉节能等方面有着广泛的应用。详细论述了TiO2 氧敏特性,TiO2 氧敏元件的制备方法,提出了存在的问题及相应的改进措施,并对今后的发展前景作了展望。     

薄膜型TiO_2氧传感器响应时间的测试与研究

讨论了氧分压测试的原理、方法，利用计算机实现了数据采集自动化．用Ｓｏｌ－ｇｅｌ方法制备出了薄膜型ＴｉＯ２氧传感器，并对传感器的响应时间进行了测试与分析，发现温度和催化剂对其响应时间有很大的影响．     

MEMS结构氧传感器的研究

采用微加工技术研制了一种以硅为基底材料,具有MEMS结构的氧传感器.阐述了该传感器的工作原理、结构设计、工艺流程以及特性分析.给出了溅射制备TiO2薄膜的方法及锐钛矿型晶体结构能谱,讨论了二氧化钛的氧敏机理.研究表明与传统的气体传感器相比,此种传感器具有体积小、低功耗、可集成的特点.     

利用MATLAB曲线拟合工具箱拟合PN结伏安特性曲线

介绍MATLAB曲线拟合工具箱,并通过实验测得PN结的伏安特性数据,利用该工具箱对实验数据进行拟合处理,得到相应的PN结伏安特性函数表达式.     

薄膜型氧传感器特性及应用

本文介绍一种薄膜型氧传感器,该传感器主要用于汽车尾气排放监测,具有较好的特性与结构,对汽车工业向环保型方向发展有积极意义。     

硅双结型颜色传感器的研究

硅双结型色敏器件的短路电流比与入射光波长存在线性关系,双结型色敏器件与合理设计的信号处理电路组成的颜色传感器对单色光波长以及颜色差别有良好的分辨能力。     

TiO_2表面氧吸附模拟与氧敏特性研究

根据经典的统计理论,并结合麦克斯韦速率分布律得出吸附过程中O2吸附量的理论模型,从而获得氧吸附面密度与温度、氧分压的理论变化规律。在活化能Ea=0.30 eV的情况下,TiO2对氧气吸附的温度敏感区域在120~410K之间,最佳吸附温度为370K,这与由金红石相TiO2所制成氧敏元件的最佳灵敏度所处的工作温度(378K)相近。并由模拟理论推测O2在半导体表面的吸附面密度与氧分压呈线性增加。     

极限电流型氧传感器的特性研究

环境气氛条件对氧传感器的性能有直接的影响,本文对极限电流型氧传感器在常压常氧环境和高CO2环境下的输出特性进行了研究,同时根据传感器的前级信号放大电路对使用氧传感器时的取样电阻取值、预热时间进行了研究.     

ZrO2氧传感器的研制

氧化锆氧敏元件由氧化锆管和金属电极组成.氧化锆管的制备,我们采用固相合成法.选定纯度为99.5%以上的ZrO_2和纯度为99.8%以上的Y_2O_3(Y_2O_3占7～8mol%),用球磨法充分混合,制成团块,经近1400℃稳定处理后,再球磨破碎成粉,加有机粘合剂,喷雾干燥,造粒,以1t/cm~2等静压成型,在2000℃真空中煅烧3h而成.     

基于环形微热板的ZnO微气体传感器设计

提出一种新型的设有环形结构微热板的硅基ZnO微气体传感器。利用ANSYS软件,将环形电极结构与传统的蛇形结构进行温度分布的模拟仿真,发现该结构能供给传感器更高的温度且中心温度分布均匀,进而解决了现有传感器功耗大的缺点。通过对RF磁控溅射ZnO薄膜的工艺摸索,得出了适宜作气敏薄膜的制备参数。该传感器在250℃下对（200-1000）×10-6CH4气体有很好的响应。     

ZrO_2汽车氧传感器烧结工艺研究

采用注射成型方法制备汽车氧传感器。通过分析得知,烧结制品好的力学性能和高导电率往往是矛盾的,要获得四方相ZrO2须保证烧结过程中材料的晶粒尺寸要控制在1μm以内。综合考虑,烧结温度在1550℃左右比较合适。     

Love wave hydrogen sensors based on ZnO nanorod film/36°YX-LiTaO3 substrate structures operated at room temperature

Love wave hydrogen sensors based on ZnO nanorod layers deposited on 36°YX-LiTaO₃ substrates have been studied. The ZnO nanorod layers are prepared by two steps: first, the seed layers, as well the guiding layers of the Love wave devices, are deposited by RF magnetron sputtering; second, the nanostructural layers, as well the sensing layers of the sensors, are grown by hydrothermal synthesis. Two kinds of ZnO layers have been analyzed by XRD, SEM and XPS. The XRD shows that both ZnO layers have (0 0 2) oriented wurtzite structures. The SEM results reveal that the morphologies of the deposited ZnO seed layers are continuous and compact, while the hydrothermal treated layers are with nanorods almost perpendicular to the substrate surfaces. Finally, the hydrogen sensing responses of the Love wave sensors activated by Pt catalysts are measured for various concentrations of hydrogen in synthetic air at room temperature. The results show that the sensors have high sensitivity and repeatability as the nanorod layers are optimized, such as the frequency shift 8 kHz toward 0.04% of H₂ in synthetic air is obtained while the height of the nanorod layer is about 2.1 μm and the central frequency of the sensor is about 125.5 MHz. The XPS analyses of the sensitive layers show that there are oxygen vacancies in the layers, so the oxygen vacancy model is used to explain the hydrogen sensing mechanism of the Love wave sensors.     

氧化物电极在氧化锆氧传感器上的应用

用三电极法测量了La1-xSrxMO3 (M :Co ,Mn ,Fe) /ZrO2 电极系统在 40 0～ 80 0℃温度范围内的极化曲线 ,用数学模拟方法从中分离出电化学过电位 ,发现La0 .5Sr0 .5CoO3 的电极阴、阳极特性相近 ,而La0 .5Sr0 .5MnO3 作阴极时的活性高于阳极 ,并且La0 .5Sr0 .5MnO3 阴极已成功应用于工作温度低于 80 0℃下的ZrO2 电压型氧传感器中。     

氧化锆粉体对片式氧传感器性能的影响

实验中采用的三种粉体,对其化学成分、物相组成、颗粒形貌、比表面积、和流延配方的匹配性、烧结性能、制备的片式传感器的性能进行了综合评估。结果表明POWDER A粉体适合流延成型,但是烧结温度较高(1 500℃),且烧结陶瓷中会有较多的小尺寸的气孔存在,这是由于粉体中存在两种物相的氧化锆,可以制备出有很好响应的片式氧传感器。POWDER C粉体流延时制备的基片性能较软,导致后续工艺较难完成,且制备的片式传感器样品没有测得信号;POWDER B粉体制备的基片较脆,且其中的杂质含量较高,制备的片式传感器样品没有测得信号。得出对流延成型制备片式氧传感器用YSZ粉体的要求:Si及Fe的含量尽可能少;颗粒具有粒径小、粒度分布单分散;比表面积控制在12~15 m2/g左右。     

纳米ZnO／TiO2复合膜传感器的制备及其应用于地表水中化学需氧量测定的研究

该文利用光催化氧化技术建立了一种测定地表水等低污染水体COD值的新方法.纳米ZnO/TiO2复合膜与单纯的纳米TiO2膜相比,提高了系统的电荷分离效率,扩展了其光谱响应范围,从而表现出更好的光催化效率.纳米ZnO/TiO2复合膜-Mn(Ⅶ)共存体系光催化降解水体中的有机物,COD值在0.3～10.0mg/L浓度范围内与信号成线性关系,检测限为0.1 mg/L.将该方法用于实际水样的检测,测定结果与COD标准分析法有较好的一致性.     

电极多孔涂层对ZrO_2氧传感器性能影响

汽车尾气净化用ZrO2氧传感器的外电极表面常有陶瓷多孔层,它可能引起电极极化。用一个单孔扩散障来模拟该陶瓷多孔层,通过伏安曲线的解析和模拟研究,发现气体在陶瓷多孔层扩散受阻散可能导致电极产生明显极化,其极化程度与直流电流、温度、扩散孔几何尺寸等有关。并给出了相应的数学表达式。模拟伏安曲线与实际测量结果能较好的吻合。     

CeO_2基极限电流氧传感器的研究

采用Gd掺杂的CeO2(Ce0.8Gd0.2O1.9,CGO)粉体,干压成型后于空气气氛下1450℃烧结4 h。通过物理特性分析,发现在该烧结制度下烧结成型的样品基本满足氧传感器对敏感材料的要求。制备了一种新型结构的致密扩散障型极限电流氧传感器。经测试,发现该传感器在较高氧体积分数范围内有较好的极限电流特性,并为此建立了相关的理论模型,较好地解释了此类传感器极限电流和氧体积分数的关系。     

汽油Mn杂质对氧传感器特性的影响

氧传感器是闭环控制的汽车发动机电系统的核心部件之一。利用氧传感器检测汽车尾气成分,调节空燃比,可以获得较高的汽油燃烧效率和较好的三元催化系统的净化效率。使用过程中,汽油中的杂质会影响氧传感器的性能。试验研究了汽油中Mn杂质对氧传感器性能的影响。结果表明：Mn杂质严重影响氧传感器的性能。Mn杂质沉积在传感器表面,与铂电极发生反应,导致传感器失效,从而导致排放尾气的净化率降低。