中國粉體網(wǎng)訊  早在2012年5月22日，北京市市政市容委公布《北京市主要行業(yè)公廁管理服務(wù)工作標(biāo)準(zhǔn)》，公廁臭味被首次分級(jí)，5個(gè)公廁嗅味員中有三人認(rèn)定超標(biāo)，便可算做氣味不合格。

在這里，小編忍不住表達(dá)心中的敬意，辛苦了！

（中國粉體網(wǎng)訊）

生活中有很多氣體會(huì)對(duì)人類造成威脅，比如一氧化碳等易燃易爆氣體，尤其是在煤礦的礦井中有一種危害礦工生命的氣體——瓦斯，它不僅會(huì)令人窒息，而且一旦爆炸，后果不堪設(shè)想。那么有沒有什么材料能夠?qū)�這些氣體的威脅進(jìn)行檢測(cè)預(yù)報(bào)呢，其實(shí)有一種陶瓷就可以“聞臭”，這就是“氣敏陶瓷”。

啥叫氣敏陶瓷

氣敏陶瓷，亦稱氣敏半導(dǎo)體是用于吸收某種氣體后電阻率發(fā)生變化的一種功能陶瓷。它是用二氧化錫等材料經(jīng)壓制燒結(jié)而成的，對(duì)許多氣體反映十分靈敏，可應(yīng)用于氣敏檢漏儀等裝置進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。

氣敏陶瓷的原理

氣敏陶瓷是通過與氣體接觸時(shí)電阻的變化來檢測(cè)低濃度氣體的。半導(dǎo)體表面吸附氣體分子時(shí)，其電導(dǎo)率將隨半導(dǎo)體類型和氣體分子種類的不同而變化。氣體吸附一般分物理吸附和化學(xué)吸附兩大類。前者吸附熱低，可以是多分子層吸附，無選擇性。后者吸附熱高，只能是單分子吸附，有選擇性。在一般情況下，物理吸附和化學(xué)吸附同時(shí)存在。在常溫下物理吸附是吸附的主要形式，隨著溫度的升高，化學(xué)吸附增加，至某一溫度達(dá)到最大值。超過最大值后，氣體解吸的幾率增加，物理吸附和化學(xué)吸附同時(shí)減少。

氣敏陶瓷的種類

氣敏陶瓷一般可以分為表面效應(yīng)和體效應(yīng)兩種類型。按制造方法和結(jié)構(gòu)形式，可分為燒結(jié)型、薄膜型及厚膜型。但通常氣敏陶瓷是按照使用材料的成分劃分為SnO2、ZnO、Fe₂O₃等系列。

1、SnO₂氣敏陶瓷

SnO₂氣敏陶瓷傳感器至今仍是應(yīng)用最廣和性能最好的一種。它是一種表面控制型氣敏材料，其比表面越大，越有利于氣體吸附與表面反應(yīng)，越容易獲得靈敏度高、選擇性好的氣敏元件。目前仍在進(jìn)行大量研究工作，以對(duì)它改性或改變制作工藝方法來提高性能，通過摻雜活性物質(zhì)(如Pt、Pd、In、Ga等)）提高靈敏度，如添加ThO₂可大大提高對(duì)CO吸附的靈敏度，而抑制對(duì)H₂、C₃H₈和I-C4H₁₀的靈敏度。

近年來，采用集成電路工藝把超微粒薄膜加熱器測(cè)溫二極管一起集成在硅襯底上，制成對(duì)還原性氣體的靈敏度比常規(guī)多晶膜高得多的氣敏元件，它是一種很有發(fā)展前景的新型半導(dǎo)體氣敏傳感器。

2、ZnO氣敏陶瓷

ZnO也是很重要的氣敏陶瓷材料，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是氣體選擇性強(qiáng)。摻以Pt和Pd催化劑后，可提高其靈敏度。摻Pt后對(duì)丁烷和丙烷等氣體的靈敏度高，而摻Pd的ZnO對(duì)氫和CO的靈敏度高。

3、Fe₂O₃氣敏陶瓷

Fe₂O₃系氣敏陶瓷不需要添加貴金屬催化劑就可制成靈敏度高、穩(wěn)定性好、具有一定選擇性、且在高溫下穩(wěn)定性好的氣敏元件。Fe₂O₃氣敏陶瓷主要用于檢測(cè)異丁烷氣體和石油液化氣。它是利用在γ-Fe₂O₃和Fe₂O₃之間的氧化還原過程中，F(xiàn)e³⁺和^Fe2+轉(zhuǎn)變時(shí)的電子交換來檢測(cè)還原性氣體的。

結(jié)束語

從現(xiàn)在的水平來看，半導(dǎo)體氣敏陶瓷元件的靈敏度高，有利于實(shí)現(xiàn)快速、連續(xù)及自動(dòng)測(cè)量，結(jié)構(gòu)及工藝簡單、方便、價(jià)廉。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性、互換性不好，對(duì)不同氣體分辨力差，在低溫、常溫條件下工作問題還有待進(jìn)一步解決，不易實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)等。這些情況表明，氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料目前的現(xiàn)狀是應(yīng)用走在了理論研究的前面。

參考來源：

[1]楊冉.氣敏陶瓷原理綜述

[2]張維蘭.氣敏陶瓷的發(fā)展及應(yīng)用

[3]楊志華等.半導(dǎo)體陶瓷型薄膜氣敏傳感器的研究進(jìn)展

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