Основные сокращения и обозначения, принятые в работе……………….. 6
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………... 7
Глава 1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ГАЗОВЫЕ СЕНСОРЫ НА ОСНОВЕ
НАНОМАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧЕННЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЗОЛЬ –
ГЕЛЬ ПРОЦЕССА (литературный обзор)…………………………………. 14
1. 1.Принцип действия полупроводниковых газовых сенсоров, их основные характеристики, достоинства и недостатки…………………………… 14
1.2. Химические процессы на поверхности полупроводниковых газовых
сенсоров………………………………………………………………………. 20
1.3. Полупроводниковые газовые сенсоры их быстродействие, чувствительность и селективность………………………………………………….. 27
1.3.1. Быстродействие полупроводниковых газовых сенсоров…………… 27
1.3.2.Чувствительность полупроводниковых газовых сенсоров………….. 29
1.3.3.Селективность и стабильность полупроводниковых сенсоров……… 31
Выводы по 1 главе…………………………………………………………… 33
Глава 2. ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО СЕНСОРА АММИАКА………………………………… 34
2.1.Принцип действия и механизм работы полупроводникового газового
сенсора NH3 ………………………………………………………………….. 34
2. 2. Разработка катализатора для селективного полупроводникового сенсора аммиака………………………………………………………………….. 38
2.3. Разработка конструкции и технологии сборки полупроводникового
сенсора аммиака……………………………………………………………… 46
2.4. Схемы включения и методика отбора полупроводниковых сенсоров
аммиака………………………………………………………………………... 53
Выводы по 2 главе…………………………………………………………… 56
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРОЛИТИЧЕСКОЙ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ (ГП) ТЭОС ПРИ СИНТЕЗЕ ГАЗОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО СЕНСОРА АММИАКА………….. 57
4
3.1. Выбор композиционных материалов для чувствительных элементов
газовых сенсоров аммиака…………………………………………………… 57
3.2. Методы формирования газочувствительных металлооксидных пленок 59
3.3. Подбор состава исходных компонентов процесса золь-гель синтеза газочувстивительного материала полупроводникового сенсора аммиака…. 61
3.4. Исследование закономерностей формирования полупроводниковых
газочувствительных пленок на основе оксида титана и ТЭОС………........ 63
3.4.1.Влияние растворителя на свойства пленкообразующего раствора…. 64
3.4.2.Влияние количества воды на свойства пленкообразующего раствора……………………………………………………………………………….. 68
3.4.3.Влияние количества ТЭОС на свойства пленкообразующего раствора………………………………………………………………………….……
70
3.4.4. Влияние количества кислоты (рН среды) на свойства плёнкообразующего раствора……………………………………………………………………….. 71
3.4.5. Изучение влияния состава и содержания допанта на свойства пленкообразующего раствора……………………………………………………………… 73
3.4.6. Изучение влияния температуры на свойства пленкообразующего раствора …………………………………………………………………………. 78
3.4.7. Изучение процесса гелеобразования кондуктометрическим методом 79
3.5.Нанесение, сушка и термообработка газочувствительных пленок сенсора аммиака…………………………………………………………………… 81
Выводы по 3 главе…………………………………………………………….. 84
Глава 4. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СЕНСОРОВ АММИАКА (ППС-NH3)…………………………. 85
4.1. Состояние и некоторые аспекты разработки селективных сенсоров
аммиака………………………………………………………………………… 85
4.2.Влияние температуры на чувствительность полупроводникового сенсора аммиака…………………………………………………………………… 88
4.3. Зависимость величины сигнала полупроводникового сенсора аммиака
от напряжения питания……………………………………………………….. 92
5
4.4. Чувствительность полупроводникового сенсора к воздействию NH3… 93
4.5. Динамические характеристики полупроводникового сенсора аммиака. 95
4.6.Градуировочная характеристика полупроводникового сенсора аммиака 99
4.7. Селективность полупроводникового сенсора аммиака………………… 102
4.8. Стабильность полупроводникового сенсора аммиака …………………. 104
Выводы по 4 главе…………………………………………………………….. 107
Глава V. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АММИАКА……….. 108
5.1. Конструкция и принцип работы высокочувстивительного газоанализатора аммиака ВГ-NH3……………………………………………………. 108
5.2. Метрологические характеристики полупроводникового газоанализатора аммиака…………………………………………………………………… 109
5.2.1. Проверка диапазона измерений и основной погрешности газоанализатора аммиака………………………………………………………………… 111
5.2.2. Изучение селективности определения высокочувствительного газоанализатора аммиака…………………………………………………………... 113
5.2.3. Проверка дополнительной погрешности ВГ-NH3, обусловленной
изменением температуры окружающей среды……………………………… 115
5.2.4. Проверка дополнительной погрешности ВГ-NH3, обусловленной
изменением давлении и влажности окружающей среды…………………… 117
Выводы по 5 главе…………………………………………………………….. 121
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….. 121
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………….. 123
ПРИЛОЖЕНИЕ ................................................................................................. 143
