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人們已經發現SnO2、ZnO、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO2等材料都存在氣敏效應。用這些金屬氧物制成的氣敏薄膜是一種阻抗器件,氣體分子和敏感膜之間能交換離子,發生還原反應,引起敏感膜電阻的變。作為傳感器還要求這種反應必須是可逆的,即為了消除氣體分子還必須發生一次氧反應。傳感器內的加熱器有助于氧反應進程。
工作溫度對傳感器的靈敏度有影響。下圖左圖為SnO2氣敏器件對各種氣體溫度的電阻特性曲線。由圖可見,器件在不同溫度下對各種氣體的靈敏度不同,利用這一特性可以識別氣體種類。制備工藝對SnO2的氣敏特性也有很大的影響。如在SnO2中添加ThO2,改變燒結溫度和加熱溫度就可以產生不同的氣敏效應。
固定PO2(1)實際上是(-)極形成一個電位固定的電極,即參比電極,有氣體參比電極和共存相參比電極兩種。氣體參比電極可以是空氣或其他混合氣體,如:H2一H2O,CO一CO2也能形成固定的PO2(1)。共存相參比電極是指金屬-金屬氧物、低價金屬氧物-高價金屬氧物的混合粉末(固相),這些混合物與氧氣(氣相)混合發生氧反應能形成同定的氧壓,因此也能作為參比電極。