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气敏功能材料的开发和应用
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昆明信箱,昆明.
确曩气敏功能材料是将气体信息转换为有用信号的转换材料,是气体传感器的核心.
本文综述气敏功能材料的开发和应用, 并阕述其发展动向.
主一词气功蕾材料开生应用
引言
气敏功能材料是指利用物理效应现象或化学、生物反应原理制作气体传感器的基体
材料, 是气体传感器的核心。对气敏功能材料的要求;一是对探铡的气体要有敏感性,二是
在较高温度下。在氧化性或还原性气氛中要有稳定的物理和化学特性。
气体传感器的种类繁多,表列出按检测方式进行的分类。本文将对几类主要的气敏功能
材料以及气敏材料的进一步功能化进行综述。
无机气敏材料
. 金属氧化物
金属氧化物在较高温度下,在环境气氛中具有稳定的物理、化学特性。自金属氧化物半
导体电阻式气体传感器问世以来, 它一直是开发、研究的主要对象。表列出一些有代表性
的金属氧化物气敏材料及气体传感器。
..
属于立方晶暴, 具有金红石结构。由于晶格中的氧缺陷形成施主能级,呈型半
导体特性。具有以下结构和性能上的特点。①的禁帝宽度虽较觉.,但施
主能级是适度浅能级.~.,表面吸附氧形成的表面能级即电位势量为.~.
。这对于气体传感器来说,容易获得非常适用的电特性;②是难还原的氧化物,化
学上根稳定④可根据使用要求,加入各种添加剂来调整特性”。因此, 是应用最
广、研究最多的气敏材料。曲主体材料制作的气体传感器,仅日本就具有多万
只的生产业绩, 因此它一直处于金属氧化物半导体电阻式气体传感器的中心地位。
..
属于六方晶系。具有型结构。,比
· 日日年月日啦到初稿年蜩日崆到修改稿.
功能材料口,‘
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囊气体传曩■分类
型式相英物性材料检测对象
———
表面控制型、、、、、有机半导可燃性气体,工、
电体等, 、等
半阻—。、王. “
式体控铆型、—、可燃性气体,
导苷
体非金属/半导体结器’。、胁’“,
电.
式阻
式. , 吐
、、
—
定电位电解、.
气体扩散电覆, 电解质永溶液地.,. .
电解电流
电伽佳尼电池,,,
贵金属作用覆. 电解质承溶液, 、
电弛电流、
化、
电量贵金属正负电极. 电解质水溶液多孔性聚四氟乙“
.
学电解电流】烯薄膜
离子电极离子选择电极电解质永溶液多孔性聚四氟乙烯’’’
式电极电位薄膜
固体电解质电位固体电解质、. 卤素气体等
电解电其流电它池电谎罐嫠亲窑霜胜喜然胶电解磺,,
式共振频率按等、’‰嗓
热传导式燃烧热电哪丝催化荆, , 可燃性气体
光干涉式折射率所有气体
光红外线强收式光量, ;最未核舟子气体如
学
式紫外线吸收式光量气霉用于被紫外光谱哑收的

.。气体传感器的工作温度高℃左右。加热至熔点℃仍
难分解。气体传感器的特征之一是氧化物材料和催化剂材料分别调制而后进行组合的,
因此选用不同的催化剂,对气体具有不同的选择性。
.
.
。按晶相不同分为和:
—
属于立方晶系, 可视为具有空缺的尖晶石型结构