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選擇性是氣體傳感器的關鍵性能。如SnO2薄膜對多種氣體都敏感,如何提高SnO2氣敏器件的選擇性和靈敏度一直是研究的重點。主要措施有:在基體材料中加入不同的或金屬氧物催劑,設置合適的工作溫度,利用過濾設備或透氣膜外過濾敏感氣體。
按質(zhì)量計算,在SnO2中加入3~5%的ThO2,5%的Sm2.在600℃的H2氣氛中燒結(jié),制成厚膜器件,工作溫度為400℃。則可作為CO檢測器件。上圖右圖是燒結(jié)溫度為600℃時氣敏器件的特性。可看出,工作溫度在170~200℃范圍內(nèi),對H2的靈敏度曲線呈拋物線,而對CO改變工作溫度則影響不大,因此,利用器件這一特性可以檢測H2。而燒結(jié)溫度為400℃制成的器件,工作溫度為200℃時,對H2、CO的靈敏度曲線形狀都近似呈直線,但對CO的靈敏度要高得多,可以制成對CO敏感的氣體傳感器。
ZrO2加入穩(wěn)定劑后在l800℃氣氛下燒結(jié),其中一部分鋯離子就會被鈣離子替,生成(ZrO·CaO)。由于Ca2+是正二價離子,Zr4+是正四價離子,為繼續(xù)保持電中性,會在晶體內(nèi)產(chǎn)生氧離子O2-空穴,這是(ZrO·CaO)在高溫下傳遞氧離子的原因,結(jié)果是(ZrO·CaO)在300~800℃成為氧離子的導體。但要真正能夠傳遞氧離子還必須在固體電解質(zhì)兩邊有不同的氧分壓(氧位差),形成所渭的濃差電池。其結(jié)構(gòu)原理如圖所示,兩邊是多孔的電極,與中間致密的ZrO·CaO材料制成夾層結(jié)構(gòu)。