用于瓦斯气体室温探测的传感材料与器件
本项目将提供一款高品质的非晶 ZnTiSnO 微型半导体气体传感器,为一种具有纳米材料特征的薄膜型气体传感器,用于可燃性气体(特别是乙醇)的检测。该半导体气体传感器具有下述优点:灵敏度高、选择性好、响应快、稳定性好、抗干扰性强、可室温工作、易于微型化、与微电子系统兼容,而且制作工艺简单、组装成本低、价格低廉。
(1)半导体气体传感器件的核心材料为气敏层,即非晶ZnTiSnO 薄膜,该材料质量如何直接决定了器件的性能。通过前期预研究,我们设计并合成了具有表面微纳结构的绒面 a-ZnTiSnO 薄膜,如何进一步优化工艺参数,更加提升 a-ZnTiSnO 薄膜高质量,实现精确可控生长,依然是本项目拟解决的关键技术。
(2)气体传感器的实用性在于器件参数的确立,因而,通过系统研究,建立非晶 ZnTiSnO 气体传感器各气敏性能与气体参数之间的定量关系曲线,特别是室温工作条件下的定量关系,是本项目拟解决的关键技术。
(3)为使气体传感器获得广泛应用,器件良好的稳定性至关重要。通过工艺优化、器件设计和封装保护等措施,实现非晶ZnTiSnO 气体传感器的高稳定性和抗干扰性,使器件具有长的使用寿命,也是本项目拟解决的关键技术。制备出高质量非晶 ZnTiSnO 薄膜,具有均匀且均一的表面微纳结构,绒度大于35%;薄膜与衬底附着力大于 21N。非晶 ZnTiSnO气体传感器性能指标:气敏层尺寸 10~300μm,易于集成化;对可燃性气体有高选择性,其中对乙醇的敏感度最高;室温工作条件下,对 100ppm 乙醇的响应度不低于 30;响应时间小于 1.8s,恢复时间小于 1.5s;稳定性好,有效使用寿命不低于3 年。
理论与实验相结合,揭示出 a-ZnTiSnO 气体传感器室温气敏性能和稳定性机理,建立理论模型,阐明器件的耐候性规律。研制出具有实用价值的高品质 a-ZnTiSnO 半导体气体传感器,建立一套非晶 ZnTiSnO 材料生长和器件制备的完整工艺,关键技术拥有自主知识产权。
应用范围:
纳米氧化铜产品广泛应用于各类抗菌、抗紫外线、空气净化产品中,如抗菌保鲜膜、抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌整理液、抗菌陶瓷、抗菌地板、抗菌纺织品、防嗮化妆品、室内甲醛治理等产品中。
纳米CuO应用前景
催化剂:主要用于国防领域,作为复合固体推进剂的重要成分,用来调节推进剂燃耗性能。
传感器:纳米氧化铜对外界环境的温度,光,湿气等十分敏感,并且可以提高传感器的响应速度,灵敏度和选择性。
在超导,陶瓷,电极活性材料等领域作为一种重要的无机材料有广泛的应用。
用作玻璃,瓷器的着色剂,光学玻璃磨光剂,有机合成的催化剂,油类的脱硫剂,氢化剂。
用于制造人造宝石及其它铜氧化物,用于人造丝的制造,以及气体分析和测定有机化合物等。
用于饲料中,提高铜的表观消化率。
用于抗菌剂,纳米氧化铜具有清洁,高效,能耗低,污染小,被广泛用于医药,纺织等领域。
用于粒子助力制冷器节能,提高热传递效率。
降低冷冻机油的粘度。
提高烟气脱硝性能。
应用范围:
橡胶工业中硫化活性剂,石油化工行业催化及添加剂,是汽车轮胎、飞机轮胎、工业电缆行业材料以及氧化锌陶瓷;
涂料油漆、透明橡胶、乳胶和塑料行业用,可增加产品强度和致密性、粘合性、光洁度;
抗菌抑菌和除臭材料、医药卫生用杀菌材料、玻璃陶瓷杀菌自洁材料、医药行业杀菌敷料;
电子工业和仪表工业、制造电器件、无线电、无线荧光灯、图像记录仪、变阻仪、荧光体;
军事工业:红外吸收材料。
五、纳米氧化锌分散液
项目
Item
标准
Standard
氧化锌(W/%)
ZnO
4%
外观
Exterior
乳白略显黄色易流动液体
Milky white slightly yellow liquid
PH
7.2
分散液氧化锌含量可以根据需要在30%以下定制
浙江大学
2021-05-10