专利名称：纳米二氧化锡室温气敏器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种室温气敏器件及其制造方法。
半导体型SnO2陶瓷材料是目前应用最广泛的气敏材料，但它必须工作于150℃以上才具有气敏特征，因此当使用气敏器件监测环境的氧含量变化时，必需使用专门的电源及电路将元件加热至150℃以上才能有效地工作，使用十分不方便。且该类型元件的电阻值很高，对生产工艺条件要求高，产品离散性较大，整个器件造价也较高。近年来已有过制成SnO2气敏薄膜的报导，虽然具有较高的灵敏度，但其工作温度仍在100℃以上，工艺要求比陶瓷材料更高。
本发明的目的是研制一种在室温下具有对氧气和气化性气氛敏感性的气敏器件及其制造方法，该器件结构简单，使用方便，对生产工艺及使用条件要求低，生产成本低。
为了达到上述目的，本发明的纳米SnO2室温气敏器件是在由粒度为8至15mm的纳米SnO2颗粒冲压成的薄片上镀，有二个或四个银电极，并通过柔软金属丝引出。
纳米SnO2室温气敏器件的制造方法a)将SnCl2·2H2O∶H2O∶HCl按重量比为1∶15∶0.15进行混合搅拌过滤，然后将滤液放于冰水混合物中冷藏；b)调整滤液的PH值为5至7，经0℃冷却后过滤；c)将滤液置于0℃的环境中超声振荡0.5至3小时，并进行过滤；d)将过滤得到的白色沉淀物于180至200℃温度下通氧3至5小时，得到纳米SnO2材料；e)将纳米SnO2材料冲压制成长方形、椭圆形、圆形或正方形薄片，并银焊上二个或四个电极，用柔软金属丝引出。使用时不必将器件加热等，只要将器件上的四条电极引线按四端电位法接入平衡电桥的一臂，利用电桥原理及纳米SnO2器件的电阻值与氧分压的线性关系测知氧含量的多少。也可以直接则量纳米SnO2器件的两电极的电阻值，同样利用其电阻值与氧分压的线性关系测知氧含量的多少，使用相当方便可靠。
采用通过上述方法制成的SnO2材料制作气敏器件，在室温下便对氧气和氧化性气氛具有较高的敏感性，且电阻值与氧分压成线性关系，大大方便标度制作；另外其制作工艺简单，只需一般设备，不必绕结，产品易于控制，生产成本低廉。
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
a)将SnCl2·2H2O 200克加入3000毫升水中，慢慢加入30毫升HCl并充分搅拌，把溶液过滤，后将滤液放于冰水混合物中冷藏；b)待滤液充分冷却后向滤液滴加1∶3的氨水，同时边搅拌边监测溶液的PH值，加到PH值为6、6.5或7时，(最佳为6.5)停止滴加氨水，并置于0℃温度下充分冷却(约1小时)，用滤纸反复过滤三次；c)将滤液置于0℃的环境中超声振荡0.5、1、1.5、2、2.5或3小时，然后用双层滤纸过滤，得到白色沉淀物；d)将过滤得到的白色沉淀物于180或200℃温度下通氧3至5小时，得到纳米SnO2材料；e)将纳米SnO2材料充分研磨后，放入模具中压成薄片(圆片、椭圆片、长方形片或正方形片)，压强为0.2GPa，保持这压强1分钟以上；最后在薄片上银焊上二个或四个电极。电极之间的距离可为2～3mm；薄片的尺寸长为10mm、宽为4～6mm、厚约为1mm。
权利要求
1.一种纳米SnO2室温气敏器件，其特征是在由粒度为8至15mm的SnO2微粒压成的薄片上镀有二个或四个银电极，并通过柔软金属丝引出。
2.一种制造权利要求1所述的纳米SnO2室温气敏器件的方法，其特征是工艺步骤包括a)将SnCl2·2H2O∶H2O∶HCl按重量比为1∶15∶0.15进行混合搅拌过滤，然后将滤液放于冰水混合物中冷藏；b)调整滤液的PH值为5至7，经0℃冷却后过滤；c)将滤液置于0℃的环境中超声振荡0.5至3小时，并进行过滤；d)将过滤得到的白色沉淀物于180至200℃温度下通氧3至5小时，得到纳米SnO2材料；e)将纳米SnO2材料冲压制成长方形、椭圆形、圆形或正方形薄片，并银焊上二个或四个电极，用柔软金属丝引出。
3.一种如权得要求2所述的制造权利要求1的纳米SnO2室温气敏器件的方法，其特征是工艺步骤a)调整滤液的PH值为6.5。
全文摘要
本发明涉及一种室温气敏器件及其制造方法。首先采用溶胶—凝胶法及水解法制成Sn(OH)
文档编号G01N27/26GK1175692SQ97114210
公开日1998年3月11日 申请日期1997年8月5日 优先权日1997年8月5日
发明者张进修, 李宇新, 罗裕基, 石灿鸿, 赖其略 申请人:中山大学