利用Sb掺杂提高SnO_2基热线型气体传感器响应值

以SnCl_4·5H_2O和SbCl_3为前驱体,采用共沉淀法制备了Sb掺杂SnO_2纳米复合材料(ATO),并用X射线和扫描电镜对粉末进行了表征。考察了Sb掺杂对SnO_2基热线型气体传感器的气敏性能影响,并分析了气敏机理。结果显示:6%Sb掺杂的ATO材料粒径减小至3.5nm,Sb的掺杂抑制了SnO_2材料晶粒的生长;Sb掺杂能有效提高SnO_2基热线型气体传感器响应值,6%Sb掺杂使SnO_2基传感器对0.1%H_2的最佳响应值从115mV提高到了435mV;工作电压为3.5V时,响应和恢复时间分别小于10和30s。机理分析表明:Sb掺杂降低了SnO_2气敏材料的电阻,从而提高了SnO_2基传感器的响应值。     

有尾排气式真空封装内部放气特性分析

以一种有尾排气式真空封装器件为对象,从释放气体组分和放气量两方面对封装体内部放气特性进行了分析,旨在为器件的高真空度设计、提高器件寿命提供依据。首先,通过残余气体分析得到了各封装体内部的气体成分,推理出各构件所释放气体的具体组分;其次,通过真空电阻丝标定方法得到了各封装体内的压强变化,分析出各构件的放气量。研究结果表明,封装体内部的气体主要有:N_2,O_2,Ar,CO_2,H_2O,H_2,碳氢化合物,甲醇等,其中管壳是最大的气源,主要释放气体为H_2、H_2O;其次为银浆,主要释放气体为CO_2、N_2;最后为半导体制冷器,主要释放气体为H_2O、CO_2、N_2。     

煅烧工艺对SnO_2/Al_2O_3纳米纤维结构的影响

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/氯化铝(AlCl_3)/结晶四氯化锡(SnCl4_·5H_2O)为原料,采用静电纺丝技术成功制备了有机无机复合纳米纤维膜,经过煅烧得到直径为150～800nm的SnO_2/Al_2O_3纳米纤维。XRD分析结果表明:随着煅烧温度的升高,SnO_2、Al_2O_3的晶粒尺寸增加;随着升温速率降低,其结晶越完整,晶粒排列更紧密;保温时间对结晶的影响不大。实验证实杂化纤维膜经900℃煅烧后,氯化锡完全转变成了四方红金石型结构的SnO_2,而氯化铝转变成比表面积最大、活性最高的γ-Al_2O_3。     

SnO_2薄膜材料的进展

本文综述SnO_2薄膜材料的制备、结构、光学及电学性质。近年来,由于SnO_2材料对某些气体具有敏感功能特性,本文着重讨论掺入Sb、Sb_2O_3、ThO_2和超微粒SnO_2薄膜材料对提高检测气体灵敏度和选择性的作用机理。     

SnO_2半导体气敏元件及应用

文中报导了以SnO_2为基体,掺以In_2O_3等物质,用烧结法制备N型半导体气敏元件的工艺过程。由实验方法得出这种气敏材料的最佳配方为SnO_2:In_2O_3:TiO_2:Pt石棉=0.75:0.1:0.05:0.1。SnO_2是用Sn(OH)_2沉淀分解法制备的。使用前在750℃下热处理2小时。并对所制备的元件进行了加热电流、回路电压、掺杂剂等对元件灵敏度影响的特性试验。所做元件用在检测可燃性气体的气敏检漏仪上。对氢的定量检测进行了研究,所得数据和其它氢气分析仪器做了比较,结果表明,用所制的SnO_2为基体的气敏元件定量测定氢是有可能的,但须要进一步完善。     

静电纺丝法制备CuO/SnO2复合材料及其气敏特性研究

为研究p型材料和n型材料复合时气敏特性的变化,采用静电纺丝法分别制备了CuO、SnO_2以及3种比例混合的CuO/SnO_2复合纳米纤维材料,并通过XRD及SEM对其形貌、微观结构等进行表征.测试了该5种材料对丙酮、甲醛、甲醇、乙醇、甲苯等VOC气体的敏感特性.研究表明,CuO/SnO_2=2∶1的复合材料对丙酮、甲苯和乙醇的的响应值有一定提高;CuO/SnO_2=1∶1的复合材料对丙酮具有很高响应的同时,对乙醇和甲苯的响应产生了一定的抑制作用,从而大大提高了材料的选择性.其机理是:半导体材料复合后,在复合材料的表面会有更多的氧吸附,导致更多的VOC气体在半导体材料表面发生反应,使材料的电阻值变化更加明显,提高了材料的响应值.     

Pd/SnO_2复合材料制备及室温下氢敏性质研究

采用沉淀法制备出Pd/SnO_2的纳米复合材料,分别利用SEM、XPS和XRD对样品表面形貌、元素化学态和晶体结构进行分析表征;利用浆液法制备旁热式平面传感元器件,利用恒电位法测试了样品的在氢敏性能。结果表明,用此种方法制备的Pd/SnO_2的纳米复合材料在室温下具有良好的氢气敏感性能,且对H_2具有较好的选择性,同时对不同浓度的H_2具有良好的灵敏性且随着H_2浓度的变化有一定的线性关系。     

柔性SnO_2/ZnO复合光阳极的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

通过简单易行的方法制备了SnO_2/ZnO复合纳米颗粒,利用XRD对SnO_2/ZnO结构进行表征。使用电泳技术制备无裂纹SnO_2/ZnO复合薄膜,考察了ZnCl2添加量对SnO_2/ZnO复合薄膜光阳极性能的影响,通过机械压膜方法对柔性导电衬底(ITO/PEN衬底)上的SnO_2/ZnO复合薄膜进行后处理,扫描电镜结果表明机械压膜处理使SnO_2/ZnO复合薄膜变得更加平滑,SnO_2/ZnO复合纳米颗粒之间的连接性能增强,光电测试结果表明机械压膜处理可以显著提高SnO_2/ZnO复合光阳极的光电性能,电池的开路光电压和短路光电流均得到明显提高,优化后柔性SnO_2/ZnO复合光阳极组装的染料敏化太阳能电池的光电转换效率(η)达到了3.95%,短路光电流密度(JSC)、开路光电压(VOC)和填充因子(FF)分别为16.43mA/cm2、0.493V和0.49。     

H_2S敏感薄膜材料的研究

报导了采用PECVD方法制备SnO_2敏感薄膜材料,并用浸渍法对薄膜修饰了金属氧化物CuO。实验发现该薄膜材料对H_2S气体具有很高的灵敏度和选择性,并且具有较快的响应、恢复速度。     

高响应度、高选择性的单根Ag-SnO_2纳米带对丙酮的气敏特性研究

SnO_2基纳米带在气敏探测方面具有独特的优势而引起极大的研究兴趣。采用热蒸发法制备单晶SnO_2纳米带和Ag掺杂的SnO_2(Ag-SnO_2)纳米带,并用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、高分辨透射电镜(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线光电子谱(XPS)等对其成分、微结构等进行表征。同时研究了单根Ag掺杂SnO_2纳米带器件的气敏特性。结果表明,单根Ag-SnO_2纳米带对丙酮最佳工作温度为220℃,低于SnO_2纳米带器件的230℃。在最佳工作温度下单根Ag-SnO_2纳米带对1.00×10~(-4)的丙酮响应度达到7.6,是纯净器件2.3倍,其响应/恢复时间为6/7s,Ag-SnO_2纳米带器件对丙酮的理论探测极限为42.95×10-9。气敏特性的提升是由于Ag离子掺杂促进纳米带表面吸附氧离子与丙酮气体反应,导致器件对丙酮的响应和选择性提高。     

超微粒子气敏膜及其应用

文章综合了国内外近年来有关超微粒子气敏膜元件的大量资料,论述了 SnO_2超微粒子气敏膜的基本制造方法:射频溅射法(RFS)、真空蒸发法(VE)、等离子体增强化学气相沉积法(PECVD),同时讨论了制备时的工艺参数对超微粒子膜的结构、电特性和敏感特性的影响。文章还示出了近年来国内外研究得比较多的集成化超微粒子气体传感器的基本构造及应用,最后提出了超微粒子气敏膜的研究发展方向。     

Ni掺杂SnO_2气敏材料优化设计及对低浓度甲醛气敏性能研究

甲醛是室内空气污染的主要气体,严重危害人的身体健康。SnO_2是目前在气体传感器上应用较多的气敏材料。通过一步水热法成功制备了不同Ni掺杂SnO_2立方体。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱仪(UV-Vis DRS)等表征手段对材料的形貌和结构进行分析,并以室内污染气体甲醛为目标气体对其气敏性能进行了研究。结果表明,Ni掺杂可以有效地改善SnO_2基气体传感器的气敏性能,最佳掺杂浓度为4%(原子分数),进一步掺杂不利于SnO_2气敏性能的提高。从材料的结构和表面缺陷方面对Ni掺杂改善SnO_2的气敏机理进行了分析。Ni掺杂增加了SnO_2材料的比表面积,为气体分子提供了更多的孔洞和间隙,有利于气体分子的吸附和脱附;同时,Ni掺杂降低禁带宽度,产生了更多氧缺陷,从而降低了工作温度并有利于吸附氧的产生,优化了SnO_2的气敏性能。     

不同驱动气体对激波管校准系统特性的影响分析

不同的驱动气体、膜片厚度、传感器外形结构差异等因素均会影响校准系统的准确度,该文主要针对不同驱动气体对校准准确度的影响进行对比分析。选取空气、N_2、CO_2和H_24种气体作为高压区驱动气体,在相同厚度膜片下,根据兰基涅-胡果尼方程计算出破膜后各气体所产生的入射激波阶跃压力和反射激波阶跃压力,通过相关试验验证计算结果并考察不同气体所产生激波的上升时间、超调量等动态特性指标。试验结果表明:用不同气体驱动时,所产生激波的阶跃压力幅值大小差异明显,其中CO_2源产生的激波阶跃压力幅值最小,H_2源产生的激波阶跃压力幅值最大,所产生激波的动态特性差异不大,对激波管校准试验中高压区驱动气体的选择具有参考意义。     

膜厚对SnO2∶Sb薄膜红外光学性能的影响

采用溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备了Sb掺杂SnO_2(SnO_2∶Sb)薄膜。研究了膜厚对SnO_2∶Sb薄膜红外光学性能的影响,利用X射线衍射仪、分光光度计、霍尔效应测试系统对薄膜样品进行表征和测试。结果表明:SnO_2∶Sb薄膜为四方金红石型结构;当膜厚为1220nm时,薄层电阻最小,为157Ω/□;在红外波段,透射率随膜厚的增加显著下降,当膜厚为890nm时,在波长2000nm处,透射率接近于0,膜厚为1220nm时,在波长1750nm处,透射率为0。     

磁控反应溅射SnO2薄膜的气敏特性

报导了对圆形平面靶直流磁控反应溅射生成的SnO_2薄膜的实验测试和对实验结果的分析。研究结果表明,SnO_2薄膜对一些有毒气体或可燃性气体有强的气敏效应和良好的选择性。对SnO_2薄膜的掺杂可大大改变气敏元件的灵敏度、选择性和工作温度。本文还对其工作机理进行探讨及提出可能的解释。     

Pd-X/SnO_2复合催化剂催化乙醇电氧化性能研究

采用溶剂热法制备了SnO_2纳米棒,以其为载体,采用溶剂热还原法制备Pd-X/SnO_2复合催化剂,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)对复合催化剂进行表征,采用循环伏安法考察了Pd/SnO_2掺杂非贵金属Co、Zn、Fe和Sb复合催化剂对乙醇氧化电催化性能的影响。结果表明:SnO_2纳米棒呈针尖状,大小均匀,长度为600nm,平均直径约为100nm,Pd粒子高度分散在SnO_2纳米棒表面;在1mol/L KOH+1mol/L C_2H_5OH溶液中,制得的Pd-X(Co、Zn、Fe、Sb)复合催化剂对乙醇氧化均具有较好的催化活性,其中Pd-Zn/SnO_2催化剂表现了最佳的催化性能;当E=-0.2V时,Pd-Zn/SnO_2催化乙醇氧化的峰电流密度可达为30.7mA/cm~2。     

空间行波管排气过程中残余气体的质谱分析

电真空器件内残余气体直接影响其阴极的发射能力与寿命。本文利用高灵敏度四极质谱仪监测了空间行波管在整个排气过程中的残余气体,对各阶段气体成分及含量进行了分析。结果表明:烘烤前,水为主要气体,占80%。前期擦拭用无水乙醇易污染真空系统;升温过程中氢迅速增多,当烘烤温度达到220℃时,H_2成为系统中主要气体;整个烘排过程H_2的分压小于10-3Pa,其余气体分压均小于10~(-4)Pa;烘烤结束后,H_2分压为2. 4×10~(-8)Pa,占74%。H_2O分压为6×10-9Pa,占20%;离子泵与吸气剂泵组可有效抽除残余气体,且对H_2的抽速高于对其他气体抽速;另外,质谱仪自身会放出H_2、H_2O、CH_4、CO_2等气体,在真空系统压力达到10-9Pa范围时,质谱仪自身放气已不可忽略。     

等离子体化学气相淀积SnO_2气敏材料

用等离子体激活的化学气相淀积(PCVD)方法在比表面大的多孔玻璃上淀积纯 SnO_2,得到稳定性好、工作温度低及选择性较好的气敏薄膜元件。研究了该元件对 H_2、C_2H_5OH、LPG(液化石油气)等气体的气敏效应,对元件的检测机理作了一些探讨,并与用烧结法制备的元件的气敏性能进行了比较。     

方钠石分子筛膜的氢/氦及氢/氮分离性能研究

研究了温度范围25～150℃下,单组分气体H_2、He、N_2在厚度为20μm方钠石(sodalite,SOD)分子筛膜上的渗透性能.实验结果表明,在25℃和40kPa的条件下,SOD分子筛膜对H_2、He、N_2的渗透率分别为4.749×10-6、2.190×10-6和1.128×10-6 mol/(m2·s·Pa),从而计算出膜对H_2/He和H_2/N_2气体的理想分离因子分别为2.17和4.21,均高于努森扩散值.在25～150℃的温度区间内,随着温度的升高,膜对H_2、He和N_2的渗透速率增加,且H_2/He和H_2/N_2的理想分离因子增大,分别从2.17增大到3.18,从4.21增大到5.46.     

N2、Ar气体对磁控溅射沉积掩膜铬膜性能的影响

研究了真空直流磁控溅射下分别充N2、Ar气体对铬版成膜性能的影响,对两种膜层光密度、厚度、表面微结构形貌以及成分进行测试分析,膜层成分分析表明这两种气体仅充当了工作气体;综合研究结果表明:在相同条件时,经两种气体作用的膜层其光密度出现很大差异的主要原因是由于气体的不同质量引起膜层沉积速率的不同,本文研究结果对制取预定光密度和良好蚀刻线条边缘的铬版具有非常重要的实用价值.