DE2651160A1 - Sensor fuer reduzierende gase - Google Patents
Sensor fuer reduzierende gaseInfo
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Description
2651150
1 BERLIN 33 8MÜNCHEN80
ÄS1-1"9- PATENTANWÄLTE HansE·
TELEX: 183786 J
TELEX: 522767
M 3753
Matsushita Electric Industrial Company Limited, Eadoma, Osaka, Japan
Sensor für reduzierende Gase Zusammenfassung der Offenbarung
Die vorliegende Erfindung "betrifft einen Sensor für reduzierende
Gase mit einem gasempfindlichen Element, das als Hauptbestandteil )f-Eisen (IH)-chlorid ( ^f-Fe2O3) sowie als Zusatz
mindestens eine Verbindung aus der aus WO-,, MoO7., SiOp, GeOp,
Li2O, Ua2O, E2O, GaO, SrO5 BaO, Eu2O5, La3O3, CeO2, Al2O3,
Ga2O3, In2O3, SnO2, TiO2, MgO, ITiO, ZnO, Mn2O3 und Cr3O3 bestehenden
Gruppe sowie ein Paar Elektroden und ein Heizelement aufweist. Das ^-Eisen(III)-Chiorid liegt vor in Form einer
dünnen Schicht, einer Platte oder einer dünnen Oberflächen-
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schicht auf einem Sinterplättchen aus "if-Eisen(III)-chlorid.
Der Gassensor nach der vorliegenden Erfindung ist im Einsatz äußerst stabil und sehr empfindlich.
Die vorliegende Erfindung "betrifft einen Sensor für reduzierende
Gase mit einem gasempfindlichen Element, einem Paar auf dieses aufgebrachter Elektroden und einem Heizelement.
Von mehreren Stoffen weiß man, daß die auf reduzierende Gase empfindlich ansprechen; folglich hat man sie als Fühlelemente
in Sensoren für reduzierende Gase eingesetzt. Findet eine Berührung mit einer ein reduzierendes Gas enthaltenden Atmosphäre
statt, ändern sie ihre Eigenschaften ( bspw. Farbe, elektrischer Widerstand und dergl.).
Unter den bekannten gasempfindlichen Stoffen, die man in einem
Sensor für reduzierende Gase eingesetzt hat, sind seit einiger Zeit auch mehrere Metalloxid-Halbleiter. Metalloxid-N-Halbleiter
erfahren einen schnellen Abfall des elektrischen Widerstands, wenn sie in Berührung mit einem reduzierenden Gas treten.
Die Änderung des elektrischen Widerstands der Halbleiter ist dabei"reversibel. Ein Sensor für reduzierende Gase, der
unter Einsatz solcher Halbleiter aufgebaut ist, ist einfach aufgebaut und sehr empfindlich.
Einer dieser Halbleiter ist Zinn(IV)-dioxid ('stannicdioxide'),
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wie in der US-PS 3.695.848 offenbart. Das gasempfindliche Zinn-(iY-)-dioxid-Element
ist sehr empfindlich, hat aber eine Seihe von Nachteilen - bspw. eine hohe Temperaturabhängigkeit des
elektrischen Widerstands soxcLe die Empfindlichkeitsabnähme bei
erhöhter Temperatur bis zu 30O0O; weiterhin ist seine Lebensdauer
auch begrenzt. Ein weiterer dieser bekannten Halbleiter ist Zinkoxid (ZnO) und/oder Cadmiumoxid (GdO). Die Empfindlichkeit
eines Fühlelements aus ZnO oder CdO ist ziemlich gering. Andere Halbleiter dieser Art sind Titandioxid (TiO2),
Eisen(III)-oxid (Fe2O.,), Aluminiumoxid (Al2OO, Wolframtrioxid
(WO5,) sowie Kolybdäntrioxid (MoO^). Bei diesen Stoffen läßt
sich, wenn man sie einer ein Reduziergas enthaltenden Atmosphäre aussetzt, eine Änderung des elektrischen Widerstands kaum
beobachten - vergl. Journal of Analytical Chemistry _38 (8)
1069 (1966). Aus diesem Grund hat man diese Stoffe nicht für das Fühlelement in einem Reduziergassensor eingesetzt.
Die Anmelderin hat in der Vergangenheit die Patentanmeldung P 25 45 473· 3 eingereicht, in der sie einen neuartigen Reduziergassensor
mit einem gasempfindlichen Fühlelement aus y*«-Eisen(III)-oxid
( If-Fe2O^) sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung
offenbart.
lach dieser älteren Anmeldung weist der Reduziergassensor ein gasempfindliches Element auf, das hauptsächlich aus J("-Eisen-(IH)-oxid
( ^Fe2O;,) , einem Paar von auf dieses aufgebrachten
Elektroden sowie ein Heizelement aufweist, um das gasempfind-
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liehe Element zu erxtfärmen, so daß es bei erhöhter Temperatur
eine schnelle ATmahme des elektrischen Widerstands "bei einer
Berührung mit einer einer Reduziergas enthaltenden Atmosphäre erfährt. Nach dem Verfahren dieser Anmeldung wird ein Eisenoxid
zunächst 30 min "bis 5 Std. "bei einer Temperatur zwischen
100 und 6000G in einer oxidierenden Atmosphäre gebrannt, um
ein gesintertes J^-Ei sen (III)-oxid ( ^-Feρ0-,) als gasempfindliches
Element zu erreichen. Auf das gas empfindliche Element wird ein Paar Elektroden aufgebracht und ein Heizelement in
seiner Nähe -vorgesehen.
Eisen(IIl)-oxid (Fe2O^) liegt in einer Vielzahl von Kristallstrukturen
vor. Es gibt -t—Eisen(III) -oxid ( i^-FepO,.), ß-Eisen-(IH)-oxid
(B-Fe2O5), }f-Eisen( III)-oxid ( ^Fe2O3), «T-Eis^en-(Ill)-oxid
(JVFe2O5, £-Eisen(III)-oxid (^,-Fe2O-,) sowie
«n-Eisen(III)-chlorid ('T^-Fe2O-,). In verschiedenen Industrien
wird ^-Eisen(III)-oxid vielfach als Rohstoff eingesetzt. Die unmodifizierte" Bezeichnung "Eisen(III)-oxidi· soll daher gewöhnlich
<jk-Eisen(III)-oxid(iltFe20;z)'bezeichnen, cLas ein ICorundum-Kristallgefügehat.
Das ß-, <J"-,£-, undiY^-Eisen(lII)-
-oxid werden in der Industrie kaum je benutzt. ' '
"^-Eisen(III)-oxid ( ^-i1e20^) hat man als magnetisches Aufzeichnungsmaterial
für magnetische Aufzeichnungsbänder oder -platten eingesetzt.
hat eine Spinell-Struktur und wird auch als Magnemit,
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oder Gamma-Ferrioxid bezeichnet. Man hat es jedoch
nie als Hämatit oder Ferrioxid bezeichnet, da es sich vom ^-Fe0O7 durchaus unterscheidet. Das eine ist magnetisch, das
andere nicht.
Der Gassenor aus Jf-Fe^O^ nach der älteren Anmeldung ist wesentlich
empfindlicher als die mit den anderen Eisen(III)-oxiden. Wie in der genannten älteren Anmeldung beschrieben, werden die
verschiedenen Eisen(III)-oxidarten als Pulver in einer Kugelmühle
mit Wasser zu einer Aufschlämmung gemischt, die eine
homogene Mischung darstellt, die man dann als dünne Schicht auf ein isolierendes Substrat - bspw. aus Aluminiumoxid - aufbringt
und bspitf. 1 Std. an der Luft auf 4000C hält. Sodann
bringt man auf die dünne Schicht ein Elektrodenpaar auf und mißt die Empfindlichkeit. Die Empfindlichkeit des Eisenoxids
als gasempfindliches Element eines Reduziergassensors ist definiert als das Verhältnis des elektrischen Widerstands in Luft
zu dem elektrischen Widerstand in einer ein Reduziergas bei erhöhter Temperatur enthaltenden Atmosphäre. Der elektrische
Widerstand des gasempfindlichen Elements wird dabei für Luft mit R» und für die das Reduziergas enthaltende Atmosphäre mit.
R^ bezeichnet. Der Wert (R«/R,0 kennzeichnet dann die Empfindlichkeit
des gasempfindlichen Elements. Dabei wird der elektrische Widerstand einmal in Luft und zum anderen in einer
Atmosphäre mit bspw. 1 Vol.-/.? Propangas bei bspw. 3000O gemessen.
Die Empfindlichkeit (R./Rn) von Yr-Fe0O1, ergibt sich
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-jg-3
dabei zu etwa 10 "bis etwa 130. Andererseits ist unter diesen
Bedingungen die Empfindlichkeit von ^-Fe^O, nur etwa 2 bis
etwa 5. Weiterhin hat ,C-Fe2O7 einen extrem hohen spezifischen
Widerstand. Die Empfindlichkeit der anderen Eisen(III)-oxide (bspw. β-ΪΘρΟ^, ο· -Fe2O,, t -Fe2O-, und Y^-Fe2O,) liegen zwischen
etwa 1 und etwa 5· Extrem hohe Empfindlichkeitswerte lassen sich nur bei Jlf-Ei sen (III) -oxid beobachten.
Wie oben ausgeführt, hat zwar ein Gassensor aus "^Fe2O, eine
hohe Empfindlichkeit. Dennoch besteht Bedarf an einer verbesserten Stabilität im praktischen Einsatz des Ip-Fe2O^-GaSsensors.
Um Explosionen und Arbeitsfehler zu vermeiden, muß ein
Gassensor, der zum Erfassen von Leckgasen eingesetzt wird, schnell ansprechen und sehr stabil arbeiten. D.h., das gasempfindliche
Element muß bei hoher Temperatur stabil arbeiten, um ein schnelles Ansprechen zu erreichen, und der Widerstand
darf sich bei der hohen Temperatur nicht stark ändern.
Leider ist V^-Fe2O, bei hoher Temperatur eine instabile Phase.
Hält man es langzeitig bei hoher Temperatur vor, findet ein Phasenübergang zu ,^-Fe2O, statt, das allerdings bei hoher
Temperatur stabil ist. Dieser Phasenübergang von der ^- zu
der Α,-Phase ist irreversibel. Ist Vf-Fe0O-, einmal zu X-Fe0O,
u d. 2 <-■ ο
übergegangen, ist es nur mit Schwierigkeiten möglich, das Az-Fe2O, wieder zu ^-Fe0O, zu verwandeln. Wie bereits erwähnt,
ist die Empfindlichkeit von <6-Fe2O^ gegenüber einem Heduziergas
sehr gering; weiterhin hat /,-Fe2O, einen extrem hohen
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spezifischen VJiderstand. Aus diesem G-rund macht der im gasempfindlichen
Element stattfindende Phasenübergang vom 1^-
zum Λ,-Ι^Ο^ es unmöglich, dieses Element dann weiter als Gassensor
zu verwenden.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen .Reduziergassensor
anzugeben, der im Einsatz sehr stabil ist.
Ss ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, einen
verbesserten Eeduziergassensor aus ^-^e^O^ mit Zusätzen anzugeben,
der eine hohe Stabilität im Einsatz ohne Beeinträchtigung seiner Empfindlichkeit zeigt.
Diese Ziele lassen sich mit einem Reduziergassensor nach der vorliegenden Erfindung erreichen, der ein gasempfindliches
Element aus /T-Eisen(III)-oxid ( ^-JTepO^) als Hauptbestandteil
sowie mindestens einer Verbindung aus der aus VO7, MoO7, SiO2,
GeO2, Li2O, Na2O, K2O, CaO, orO, BaO, Eu2O7, La2O7, CeO2,
Al2O7, Ga2O5, In2Ox, on02, TiO2, MgO, IiTiO, ZnO, Mn2O7 und Cr3O
bestehenden Gruppe als Zusatz sowie x^eiterhin ein taar Elektroden
auf dem gas empfindlichen Element und ein nahe dem Element angebrachtes Heizelement aufweist. Erwärmt man das gasempfindliche
Element auf eine erhöhte Temperatur, erfährt es bei der Berührung mit einer ein Reduziergas enthaltenden Atmosphäre
eine schnelle Abnahme des elektrischen Widerstands.
Diese und andere Ziele und Besonderheiten der Erfindung erge-
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ben sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen.
Pig. 1 ist eine Perspektivdarstellung eines Beispiels eines Eeduziergassensors nach der vorliegenden Erfindung;
Pig. 2 ist eine Perspektivansicht eines weiteren Beispiels
eines Eeduziergassensors nach der vorliegenden Erfindung;
Pig. 3 ist ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen den elektrischen
Widerständen des Eeduziergassensors nach Pig. bei 3000G in Luft mit Propan und dem SrO-Zusatz; und
Pig. 4- ist ein Diagramm des Zusammenhangs zwischen den elektrischen
Widerständen des Eeduziergassensors der Pig. bei 35O°C in Iso-butan enthaltender Luft und dem WO^.-
-Zusatz.
Beim Einsatz des Eeduziergassensors aus ^-Pe2CU ist es im
Sinne der Empfindlichkeit und der Ansprechgeschwindigkeit erforderlich, das gasempfindliche Element auf einer erhöhten
Temperatur zu halten. Wie bereits beschrieben, geht '^-Pe2O,
bei hoher Temperatur in ^C-Pe2O, über. Selbst unterhalb der
Phasenübergangstemperatur findet jedoch bereits ein allmählicher Phasenübergang statt, wenn man den Ausgangsstoff lange
Zeit sich selbst überläßt. Die ^-PepO^-Proben, die nach den
verschiedenen Verfahren der genannten älteren Patentanmeldung
hergestellt wurden, hatten eine Phasenübergangstemperatur von
höchstens 63O G. Man muß also die Phasenübergangstemperatur
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des jf-Fe^O, höher machen, wenn man den V'-FepO^-Gassensor in
der Praxis stabil einsetzen will. Die Erfinder haben nun unterschiedliche modifizierte Zusammensetzung mit t-'EeJdy für
den Einsatz als gasempfindliches Element untersucht und dabei
gefunden, daß bestimmte Zuschläge eine besonders wirkungsvolle Stabilisierung des Jf-Fe pO^-Gas sensors bewirken. Das gasempfindliche Element nach der Erfindung, das als Hauptbestandteil
"A/-Eisen(lIl)-oxid ( ^-FepO^) und weiterhin den Zusatz enthält,
wird im Prinzip nach den gleichen Verfahrensweisen hergestellt
wie in der älteren Anmeldung. Das modifizierte ]T-Eisen(IIl)-02:id mit Zusatz als gasempfindliches Element in
einem Reduziergassensor kann die Form eines Sinterkörpers annehmen. Dieser Sinterkörper kann eine Dünnschicht, ein Plättchen,
eine dünne Oberflächenschicht auf gesintertem usw. sein. Ein Sinterkörper aus Y^-FepO, zeigt beim Einsatz
als gasempfindliches Element eine überlegene mechanische Festigkeit und Stabilität.
Die Erfindung soll nun anhand der folgenden Beispiele erläutert werden, die die Erfindung aber lediglich erläutern, nicht
aber begrenzen sollen.
Mol FeOl2, 2 Mol FeGl5 sowie 0,015 Mol SrCl2 wurden in einem
Liter dest. Wasser gelöst und die Lösung allmählich in eine gemischte Lösung von 16 Mol FaOh in einem Liter dest. Wasser
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eingetropft. Hierbei findet folgende Reaktion statt: + 2FeOl7 + 0,015 SrOl2 +8,03 NaOH
8,03 NaGl +4,01 H0O 1 a
Obgleich, nach der Reaktionsformel die erforderliche NaOH-Menge
8,03 Mol beträgt, gibt man weiteres NaOH zu, um die Abweichung der H+-Konzentration (pH-Wert) zu senken. Um den pH-Wert konstant
zu halten, kann man auch. ITaOH in einer Menge zugeben, die
der verbrauchten zur Zeit des Eintropfens entspricht.
Nach dem Eintropfen filtert man die Lösung und reinigt das Präzipitat durch Dekantieren. Wird die Cl~-Dichte im Reinigungswasser
geringer als 5 x 10"-^ Mol, wird das Säubern beendet
und die Lösung gefiltert, das resultierende Präzipitat in einem Trockner bei 80 ... 1000C für 4 bis 10 Std. getrocknet
und das getrocknete Produkt mit einem Mörser zerstoßen. Das resultierende Pulver erhitzt man auf 300 bis 400°0 und
hält es 1 bis 3 Std. zur Oxidierbehandlung vor. Hierbei ergibt sich Sr-modifiziertes
Durch chemische Analyse des so erhaltenen ^-FepO^ ergibt sich
ein Gehalt an 0,89 Mol-% SrO. Die Röntgendiffraktionsanalyse
ergibt das Fehlen von X-FepO-,, und die Phasenübergangstemperatur
von Y^- auf /,-Fe2O, wird mit Differential thermo analyse
zu 6800G festgestellt.
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1*t
Das so erhaltene Sr-modifizierte Y^-^e^O^ wird fein zerpulvert
und mit einem organischen Bindemittel zu einer Paste vermischt, die man auf ein Aluminiumoxid- Substrat νon 5x5x0,5
mm Abmessungen in einer Schicht zu 20 /um Dicke aufbringt.
Die Anordnung wird durch allmähliches Erhöhen der 'Temperatur
erwärmt, damit die aufgetragene Schicht nicht reißt, dann 2 Std. auf 350 G gehalten und schließlich abgekühlt. Nach dem
Brennen der Sr-modifizierten V^-IFepO^ Schicht bildet man durch
Aufdampfen von Gold auf ihr Keanmelektroden aus. An der anderen
Oberfläche des AluminiuEioxidsubstrats befestigt man einen
Platinheizer und deckt dann den gesamten Körper mit einer 100- -mesh-ETetzkappe aus nichtrostendem Stahl ab. Damit ist der
Eeduziergassensor fertig.
Die Pig. 1 zeigt eine Percpektivdarstellung des wie oben beschrieben
hergestellten G-assensors, der die gasempfindliche
Schicht 2 auf dem Substrat 1, ein Paar Elektroden 3? an den
Elektroden 3 angebrachte Zuleitungsdrähts 4, den Platinheizer 4 auf der anderen Soite des Substrats 1 und am Heizer 4- befestigte
Zuleitungsdrähte aufweist. In der Fig. 1 ist die Stahlkappe fortgelassen.
Die gasempfindliche Schicht 2 wird mit dem Heizer 4- auf 3000G
gehalten und der Widerstand H. zwischen den Elektroden in Luft gemessen; er beträgt 1,65 MOhm. Sodann bringt man den Sensor
in eine Atmosphäre aus Luft mit 1 V0I.-/0 Propan und mißt den
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- vs. -
Widerstand B& -unter diesen Bedingungen. Bq. "beträgt dabei 28,0
KOhm, d.h.. erheblich, weniger als S«. Diesem JPall ist die Empfindlichkeit
Bß/E, = 58,9· Man schaltet nun die Stromzufuhr
zum Heizer 4 ab und hält den Gassensor 1000 Std. in einem
elektrischen Ofen auf 4-000G. Nach 1000 Std. schaltet man den
Heizer 4 wieder ein, erwärmt die Schicht 2 auf 3000G und mißt
erneut E. und Bp. Diese ergeben sich nun zu 1,83 MOhm bzw.
27,5 KOhm; die Empfindlichkeit ist also 66,5· Diese Ergebnisse erweisen, daß der Gassensor selbst nach 1000 Std. bei 4000C
noch sehr stabil arbeitet.
Nach dem gleichen Verfahren wie im Beispiel 1 wurden ■verschiedene
Proben mit unterschiedlichen Anteilen an zugesetztem SrGIp hergestellt. Die Eigenschaften der resultierenden Gassensoren
wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Bsp. 1 gemessen. Die Hg. 3 und die Tabelle 1 zeigen die Ergebnisse.
Die 51Ig. 3 zeigt als Diagramm' den Zusammenhang zwischen der
SrO-Henge und dem Widerstand B~ und zwischen der SrO-Menge
und der Empfindlichkeit \/\>
Die Kurve I gilt für den Anfangswiderstand
Sq. in Luft mit 1 YoI.-% Propan, die Kurve II
für die Anfangsempfindlichkeit. Nach 1000 Std. bei 4000G ergaben
sich für den Widerstand E^ und die Empfindlichkeit die
Kurven III bzw. IV. Wie sich aus der Pig. 3 ergibt, ist bei
weniger als 0,1 Mol-% SrO die Stabilität schlecht, und nimmt
bei mehr als 20,0 Mol-% SrO die Empfindlichkeit erheblich ab.
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Im Bereich, von 0,1 ... 20,0 Mo 1-% SrO ergeben sich eine erheblich
verbesserte Stabilität und eine hohe Empfindlichkeit des Gassensors.
Entsprechend dem Beispiel 1 wurden verschiedene Arten von modifiziertem ^-Fe2O5 mit anderen Zusätzen anstelle SrO hergestellt,
und zwar WO5, MoO5, SiO2, GeO2, Li2O, Ka2O, E2O, CaO,
BaO, Eu2O5, La2O5, GeO2, Al2O5, Ga3O5, In2O5 SnO2,IiO2, MgO,
FiO, ZnO, Mn2O5. und Cr2O5. In diesem Fall sind die Ausgangsstoffe
wie im Bsp. 1 die entsprechenden Chloride. Bspw. sind für den Zusatz CaO die Ausgangsmaterialien FeQIp? FeCl5 und
CaCIp. Alle diese Gassensoren mit mit einem dieser Zusätze modifiziertem
^Fe2O5 zeigten (wie in den Beispielen 1 und 2)
eine verbesserte hohe Stabilität und Empfindlichkeit. Die Tabelle 1 gibt einige der Meßdaten hinsichtlich des elektrischen
Widerstands in Luft mit 1 YoI.-% Propan und der Empfindlichkeit
am Anfang und nach 100 Std. Erwärmung auf 4000C an. Die
Widerstandswerte wurden dabei wie im Bsp. 1 unter Erwärmung der gasempfindlichen Schicht auf 300 C gemessen.
Was die Ergebnisse der Versuche anbetrifft, hängt der bevorzugte Anteil des jeweiligen Zusatzes von dessen Art ab. Der
bevorzugte Anteil für WO5, MoO5, SiO2 und GeO2 ist 0,1 ...
40 Mol-%, 0,1 ... 10 Mol-# für Li2O, Ua5O und K2O, 0,1 ...
20,0 Mol-% (wie im Fall des SrO"im Beispiel 2) für CaO, BaO,
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Eu2O5, La2O,, GeO2, AlgO,, Ga2O, und In2O5, 0,1 ... 30 Mol-%
für SnO2 und TiO2 und schließlich 0,1 ... 15 Mol-% für MgO,
MO, ZnO, Mn2O3 und Or2O5.
Entsprechend dem Bsp. 1 wurde modifiziertes ^-Fe2O5 mit zwei
Zusätzen in Gegensatz zu nur dem einen Zusatz SrO hergestellt. Die Tabelle zeigt einige der Daten , die "bei einer Erxtfärmung
der gasempfindlichen Schicht auf 3000G entsprechend dem Bsp. 1
gemessen wurden. Obgleich die Tabelle 2 nur einige spezielle Fälle erfaßt, ergibt sich aus vielen Versuchen, daß die Kombination
von jeweils zweien der im Bsp. 3 beschriebenen Zusatzstoffe
sich wirkungsvoll für den Gassensor nach der vorlie- ; '. genden Erfindung einsetzen läßt. Im Fall von SiO2 und TiO2 :
! nach Tabelle 2 ist die bevorzugte"Gesamtmenge 0,1 ... 30 Mol-%.
Bei SrO und MgO, bei denen die Vorzugsbereiche sich unter- ' j
: "scheiden, richtet sich die bevorzugte Gesamtmenge nach dem j
: i
■ größeren der beiden Bereiche. Im obigen Fall von SrO und MgO !
1 ist die Menge also 0,1 ...20,0 Mol-%.
Es ist durch Versuche weiterhin bestätigt worden, daß sich
auch mehr als zwei Zuschlagstoffe aus der in Bsp. 3 angegebej
nen Gruppe wirksam für den Gassensor nach der vorliegenden S Erfindung, obgleich wegen der außerordentlich hohen Anzahl an
j möglichen Kombinationen nicht alle von ihnen untersucht worden sind. Die Tabelle 3 zeigt als Beispiel die Kombination der
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drei Zusätze EupO^, LapO^ und CeOp. Die bevorzugte Menge dieser
drei Zusätze ist 0,1 ... 20,0 Mol-% vom Standpunkt der
Stabilität und der Empfindlichkeit.
0,9 Mol Fe ^-Pulver und 0,1 Mol WO,-Pulver mit jeweils einer
mittleren Teilchengröße von 0,1 /um wurden mit Wasser vermischt und die Mischung gut zerpulvert und vermischt. Nachdem das
Mischpulver im Vakuum "bei Raumtemperatur getrocknet wurde, wurde es zu einer quadratischen Form gepreßt und der Preßkörper
bei 750 G in einer Stickstoffgasströmung gesintert und
danach gekühlt. Danach wurde der Sinterkörper allmählich auf 400 G erwärmt und in einer oxidierenden Atmosphäre vorgehalten.
Es ergab sich ein Sinterkörper mit V-FepO, als Hauptbestandteil.
Wie in Fig. 2 gezeigt, wurde auf der Oberfläche des so erhaltenen Sinterkörpers 11 ein Paar Elektroden 12 aus
Gold aufgedampft, auf die andere Oberfläche des Sinterkörpers 11 ein Platinheizer 14· mit einem anorganischen Kleber 13 aufgeklebt,
und Zuleitungsdrähte 15, 16 an den Elektroden 12 und am Heizer 14· angebracht. Der so erhaltene Körper wurde in
, eine Kappe aus nichtrostendem Stahl eingehüllt, die in Fig. 2
• nicht" gezeigt ist. Danach war der Gassensor fertig.
■ Während der Sinterkörper 11 als gasempfindliches Element durch
den Heizer 14- auf 350 C gehalten wurde, wurde der Widerstand
R, zwischen den Elektroden in Luft und der Widerstand R& in
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Luft mit 0,5 Vol.-% Iso-butan gemessen. E. "betrug 75)1 kOhm,
Ep "betrug 2,28 kOhm; die Empfindlichkeit ergab sich zu E./Rr, -32,9·
Dann wurde die Stromzufuhr zum Heizer 14 abgeschaltet, der Gassensor 1000 Std. lang auf 4000O gehalten und danach die
Widerstände E. und E~ unter den gleichen Bedingungen gemessen.
E^ ergab sich zu 81,3 kOhm, E^ zu 2,43 kOhm; die Empfindlichkeit
betrug 33,5· Der Gassensor hatte also eine hohe Stabilität
und Empfindlichkeit.
Nach dem gleichen -Verfahren wie im Bsp. 5 wurden verschiedene
Proben mit unterschiedlichen Mengen von zugesetztem WO^ hergestellt.
Die Eigenschaften der resultierenden Gassensoren wurden unter den gleichen Bedingungen wie im Bsp. 5 gemessen
und sind in der Fig. 4 und der Tabelle 4 gezeigt. Die Fig. 4
zeigt als Diagramm den Zusammenhang zwischen der WO^-Menge und
dem Widerstand E,-, und zwischen der WO^-Menge und der Empfindlichkeit
E,/E&. Die Kurve I stellt dabei den .Anfangswiderstand
Eq in Luft .mit 0,5 ToI.-% Isobutan, die Kurve II die Anfangsempfindlichkeit dar. Nach 1000-stündigem Vorhalten auf 4000O
nahmen E^ und die Empfindlichkeit die mit den Kurven III bzw.
IV dargestellten Werte an. Wie sich aus der lig. 4 ergibt, ist für weniger als 0,1 Mol-% WO, die Stabilität schlecht und
für mehr als 40,0 Mol-% WO, nimmt die Empfindlichkeit schnell · ab. Bei einem WO^-Zusatz von 0,1 ... 40,0 Mol-% ergibt sich
eine erhebliche Verbesserung der Stabilität und der Empfind-
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lichkeit des Gassensors.
Entsprechend dem Beispiel 5 wurde verschiedenes, mit anderen
Zusätzen als WCU modifiziertes /'-FenO-, hergestellt. Bei der
Verwendung eines Sinterkörpers als gasempfindliches Element
ergaben alle Gassensoren mit '.^-'FeJD-y) das mit einem der Zusatzstoffe
des Beispiels 3 modifiziert war, eine verbesserte Stabilität und Empfindlichkeit entsprechend den Beispielen 5
und 6. Die Tabelle 4- zeigt einige der Meßdaten hinsichtlich des elektrischen Widerstands in Luft mit 0,5 ToI.-Yo Isobutan
und die Empfindlichkeit zu Anfang und nach einem "lOOO-stündi-
gen Vorhalten auf 4000O für einige der oben erwähnten Zuschlagstoffe.
Die Widerstände wurden jeweils bei Erwärmung des gasempfindlichen ointerkörpers auf 35O°O wie im Beispiel 5
gemessen. Auch in diesem Pail ist der Vorzugsanteil für jeden
der Zuschlagsstoffe gleich dem in den vorgenannten Beispielen
mit einer Schicht aus modifiziertem ^-IPeoO^ als gasempfindlichem
Element.
Entsprechend dem Beispiel 5 wurden einige Arten von modifiziertem
>j -FeoO^ unter Einsatz von zwei Zusätzen anstelle von
nur WO^ hergestellt. Die Tabelle 5 zeigt einige Daten, die bei
einer Erwärmung des gasempfindlichen Sinterkörpers auf 3500G
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- ie Zi
entsprechend dem Bsp. 5 gemessen wurden. Obgleich, die Tabelle
5 nur einige Fälle zeigt, ist durch viele Versuche bestätigt worden, daß die Kombination von jeweils zwei der im Bsp. J
beschriebenen Zuschlagsstoffe sich für den Gassensor nach der vorliegenden Erfindung mit Vorteil einsetzen läßt. In diesem Fall entspricht die bevorzugte Gesamtmenge der beiden Zuschläge der des einzelnen Zuschlagsstoffs. Nimmt man bspw. WO^ und MoO^ - vergl. Tabelle 2 -, beträgt die bevorzugte Summenmenge 0,1 ... 40,0 Mol-?6. Bei SrO und MgO, die unterschiedliche Vorzugsbereiche haben, entspricht die bevorzugte Summenmenge dem jeweils größeren Bereich, bei SrO und HgO also 0,1 ... 20,0
beschriebenen Zuschlagsstoffe sich für den Gassensor nach der vorliegenden Erfindung mit Vorteil einsetzen läßt. In diesem Fall entspricht die bevorzugte Gesamtmenge der beiden Zuschläge der des einzelnen Zuschlagsstoffs. Nimmt man bspw. WO^ und MoO^ - vergl. Tabelle 2 -, beträgt die bevorzugte Summenmenge 0,1 ... 40,0 Mol-?6. Bei SrO und MgO, die unterschiedliche Vorzugsbereiche haben, entspricht die bevorzugte Summenmenge dem jeweils größeren Bereich, bei SrO und HgO also 0,1 ... 20,0
Es hat sich bei den Versuchen weiterhin ergeben, daß sich für den Gassensor nach der Erfindung auch Kombinationen von mehr
als zwei Zuschlagsstoffen des Beispiels 3 mit Vorteil einsetzen
lassen, obgleich wegen der sehr hohen Anzahl möglicher Kombinationen nicht alle von ihnen experimentell untersucht
werden konnten. Die Tabelle 6 zeigt als Beispiel die Kombination der drei Zuschläge LigO, H^O und KgO Die Vorzugsmenge aller drei Zuschlagsstoffe beträgt im Sinne einer hohen Stabilität und Empfindlichkeit ebenfalls 0,1 ... 10 Mol-%.
werden konnten. Die Tabelle 6 zeigt als Beispiel die Kombination der drei Zuschläge LigO, H^O und KgO Die Vorzugsmenge aller drei Zuschlagsstoffe beträgt im Sinne einer hohen Stabilität und Empfindlichkeit ebenfalls 0,1 ... 10 Mol-%.
7098 20/07 6 2
Zuschläge Empfindlich- Sl ektr. "Widerstand nach Erwärmung
keit in Luft mit auf 40O0C für 1000 Std.
CMoi-%; | 0.1 | 58.2 | 1 YoI. -% | V8G | HG (EJO |
0.5 | 59.8 | Propan (Eq.) | 7>5 | 17.9 | |
SrO | 1.0 | 59.0 | 9.8 | 66.0 | 21.7 |
5.0 | 54.0 | 18.9 | 66.2 | 27.8 | |
10.0 | 40.4 | 28.0 | 51.8 | 98.2 | |
20.0 | 18.5 | 95.0 | 40.6 | 142.6 | |
0.1 | 59.3 | 155-1 | 22.2 | 264.4 | |
0.5 | 58.5 | 252.1 | 9-6 | 19.2 | |
CaO | 1.0 | 59.1 | 10.6 | 56.4 | 24.6 |
5-0 | 53-6 | 21.1 | 56.8 | 33-2 | |
10.0 | 42.4 | 32.3 | 5O.3 | 58.2 | |
20.0 | 26.5 | 93.0 | 38.8 | 145-7 | |
0.1 | ■ 56.9 | 151.7 | 29.2 | 228.4 | |
0.5 | 61.8 | 245.7 | 15.3 | 13.2 | |
BaO | 1.0 | 62.2 | 8.8 | 62.1 | 17.3 |
5.0 | 58.5 | 15.6 | 62.7 | 22.8 | |
10.0 | 52.6 | 23.4 | 59.0 | 73.8 | |
20.0 | 34.5 | 80.0 | 54.4 | 123.2 | |
0.1 | 56.1 | 134.9 | 34.3 | 206.2 | |
0.5 | 55.8 | 219.4 | 34.6 | 11.8 | |
SnO2 | 1.0 | 55-4 | 9.2 | 39-9 | 13.7 |
5.0 | 53-5 | 13.0 | 39.6 | 16.1 | |
10.0 | 51.2 | 15.7 | 37.5 | 28.0 | |
20.0 | 44.4 | 29.5 | 35-7 | 58.0 | |
30.0 | 28.7 | 41.0 | 30.2 | 54.1 | |
0.1 | 68.2 | 61.7 | 15.6 | 70.7 | |
0.5 | 69.1 | 86.4 | 58.4 | 41.3 | |
TiO2 | 1.0 | 65.6 | 39.5 | 71.2 | 62.5 |
5.0 | 58.6 | 62.3 | 64.3 | 60.7 | |
10.0 | 36.9 | 61.1 | 59-9 | 43.5 | |
20.0 | 32.4 | 43.2 | 37-5 | 20.5 | |
30.0 | 20.3 | 21.9 | 31.8 | 15.2 | |
15.3 | 20.0 | 14.4 | |||
14.1 | |||||
709820/0762
- 31b -
26S11
Eu2O7 | 0.1 | 56.6 | 10.2 | 13.3 | 17.4 |
0.5 | 55-2 | 17.1 | 53.8 | 22.7 | |
1.0 | 54.4 | 23.9 | 53.4 | 29-1 | |
5.0 | 46.5 | 57.2 | 47.3 | 62.2 | |
10.5 | 38.0 | 84.2 | 39-3 | 90.3 | |
20.0 | 19-7 | 125-9 | 21.8 | 134.0 | |
LapO7 | 0.1 | 57.2 | 9.8 | 18.4 | 15-1 |
0.5 | 53-5 | 16.9 | 49.6 | 17.0 | |
1.0 | 51.5 | 25· 0 | 50.5 | 23.2 | |
5.0 | 46.2 | 94.7 | 44.6 | 55-7 | |
10.0 | 34.8 | 110.8 | 36.2 | 93.0 | |
20.0 | 25-5 | 172.4 | 18.6 | 107.6 | |
GeO2 | 0.1 | 57.1 | 10.1 | 23-5 | 21.5 |
0.5 | 57.4 | 19.2 | 45.2 | 25-5 | |
1.0 | 56.1 | 29.1 | 48.1 | 33.8 | |
5.0 | 48.8 | 93.6 | 45.2 | 106.4 | |
10.0 | 42.3 | 170.5 | 39.6 | 196.6 | |
20.0 | 27.2 | 311.6 | 24.4 | 359.4 | |
MgO | 0.1 | 51.0. | 32.0 | 21.0 | 65-0 |
0.5 | 35.0 | 110.0 | 31,0 | 90.0 | |
1.0 | 30.0 | 162.0 | 30.0 | 150.0 | |
5.0 | 21.0 | 250.0 | 23.0 | 230.0 | |
10.0 | 19.0 | 300.0 | 22.0 | 290.0 | |
20.0 | 18.0 | 305.0 | 20.0 | 300.0 | |
ITiO | 0.1 | 42.0 | 11.0 | 12.0 | 15.0 |
0.5 | 28.0 | 39.0 | 26.0 | 35.0 | |
1.0 | 23-0 | 66.0 | 21.0 | 58.0 | |
5.0 | 7-9 | 140.0 | 8.1 | 130.0 | |
10.0 | 6.0 | 195.0 | 6.3 | 180.0 | |
20.0 | 4-.O | 235.0 | 4.3 | 210.0 | |
ZnO | 0.1 | 56.0 | 9.5 | 5.6 | 20.0 |
0.5 | 41.0 | 31.0 | 32.0 | 30.0 | |
1.-0 | 26.7 | 48.0 | 34.3 | 46.0 | |
5-0 | 8.0 | 80.0 | 9.0 | 87.0 |
709820/0762
10.0 | 5-5 | 110.0 | 6.5 | 120.0 | |
20.0 | 3-5 | I7O.O | 4.5 | 180.0 | |
Al2O, | 0.1 | 39.0 | 29O.O | 15.0 | 78.0 |
0.5 | 20.0 | 840.0 | 15.0 | 72O.O | |
1.67 | 12.9 | 1200.0 | 12.5 | 1100.0 | |
5.0 | 10.8 | 1800.0 | IO.5 | I3OO.O | |
10.0 | 9.4 | 25OO.O | 8.0 | I7OO.O | |
20.0 | 8.5 | 29OO.O | 7.1 | 2100.0 | |
Ga2O3 | 0.1 | 60.0 | 15.0 | 56.0 | 26.0 |
0.5 | 67.0 | 36.0 | 54.O | 33.0 | |
1.0 | 7I.O | 45.O | 5O.O | 46.0 | |
5.0 | 52.O | 86.0 | 43.O | 71.0 | |
10.0 | 27.O | 100.0 | 23.O | 88.0 | |
20.0 | 12.0 | 120.0 | 11.0 | 98.0 | |
In2O5 | 0.1 | 32.O | 20.0 | 30.0_ | 37.O |
0.5 | 28.0 | 56.0 | 25.O | 53.O | |
1.0 | 27.O | 82.0 | 24.0 | 71.0 | |
5.0 | 13.1 | 140.0 | 11.9 | I3O.O | |
10.0 | 9.2 | 160.0 | 7.6 | 150.0 | |
20.0 | 6.0 | 170.0 | 5.1 | 165.0 | |
Mn2O3 | 0.1 | 53.0 | 650.0 | 13.0 | 40.0 |
0.5 | 33.0 | 160.0 | 31.0 | I3O.O | |
1.0 | 3O.5 | 52.O | 29.O | 48.0 | |
5.0 | 14.0 | 110.0 | 13.0 | IO3.O | |
10.0 | 9.8 | 150.0 | 9-2 | 140.0 | |
15.0 | 5-3 | I75.O | 5.1 | I9O.O | |
Cr2O3 | 0.1 | 35.5 | 9.5 | 23.O | 16.0 |
0.68 | 23.4 | 18.7 | 23.3 | 19.5 | |
2.0 | 23.O | 23.O | 23.O | 23.O | |
5.0 | 19.0 | 39.0 | 20.0 | 35.0 | |
10.0 | 13.5 | 64.0 | 16.5 | 53.0 | |
I5.O | 8.0 | 88.0 | 13.5 | 74.O |
709820/0762
- ZS
2651
M2O 0.43 27-3
1.3 38.3
MoO^ 0.9 42.1
1.0 23·7
GeO2 0.8 25-6
Ma2O 0.45 28.1
0.7 33.2
55-0 | 23-9 | 67.0 |
15-5 | 35-4 | 17-2 |
12.1 | 38.2 | 14.6 |
39-4 | 21.2 | 42.0 |
34.1 | 22.7 | 37.8 |
63.4 | 25-3 | 69-5 |
98.1 | 31.0 | 103.2 |
709820/0762
GO IO O
CD -J CD «Ό
Zuschläge
SnOr
1.0 5.0
Eu2O5 1.0 Mol%
Eu2O5 0.5 Mol%
La2O5 1.0 Mol%
0,29
Empfindlichkeit Elektr.Widerstand in
1 VoI. ~'# Propan (Rq-)
1,0 Mol% 5.0
La2O5 1.0 Mol%
OeO2 1.0 Mol#
OeO2 2.0 M0I76
GeO2 O.54
nach 1000-stündigem Vorhalten auf
400σ0
12.5
55.8
55.2
49.5
80.6
67-9
Zuschläge
Empfindlichkeit
Eu2O5 0.5
2.0
La2O5 0.5
0.5
OeO2 1. OMo l'fo
0.5
48.5 45.9
Elektri.Widerstand
in Luft mit
1 Vol.-% Propan (R
55-9 54.8 nach 1000-Btündigem Vorhalten auf
40O0O
44.2
46.5
46.5
57.I
55-2
Zuschläge (01 °/b)
Empfindlichkeit
El ekfec. Widerst
and in Luft mit
0.5 YoI.-%
Iso-butan
nach 1000-stündigem Vorhalten auf
4000C
Eg(KJl)
wo. | 0.1 | 20.5 | 8.9 | 14.5 | 14.7 |
0.3 | 22.1 | 5.8 | 18.2 | 8.0 | |
0.7 | 23.2 | 4.7 | 20.6 | 5-7 | |
3.0 | 29.1 | 2.7 | 28.0 | 2-9 | |
10.0 | 31.5 | 2.0 | 29.8 | 2.0 | |
25..O | 7.8 | 1.6 | 4.2 | 1.7 | |
40.0 | 3-5 | 1.5 | 2.3 | 1.6 | |
Li2O | 0.1 | 20.2 | 8.8 | 15.5 | 14.0 |
0.3 | 21.0 | 8.5 | 18.8 | 10.2 | |
0.7 | 21.6 | 8.3 | 20.5 | 9.1 | |
3.0 | 24.6 | 7-2 | 23.6 | 7-3 | |
10.0 | 8.4 | 6.1 | 7-7 | 6.7 | |
20.0 | .3-0 | 5-3 | 2.1 | 3'1? | |
ITa2O | 0.1 | 20.5 | 9.4 | 14.7 | 14.8 |
0.3 | 21.4 | 9-0 | 19.2 | 10.5 | |
0.7 | 22.2 | 8.9 | 21.1 | 9-8 | |
3.0 | 25.0 | 7.6 | 24.2 | 8.4 | |
10.0 | 9.1 | 6.5 | 7.8 | 6.9 | |
20.0 | 3-5 | 3-7 | 2.5 | 6.0 | |
E2O | 0.1 | 21.2 | 9.8 | 16.0 | 17.0 |
- | 0.3 | 22.2 | 9-5 | 19.4 | 10.8 |
0.7 | 23-9 | 9.0 | 21.8 | 10.2 | |
3.0 | 23.4 | 8.2 | 21.0 | 8.3 | |
10.0 | 8.2 | 6.7 | 7-4- | 7.5 | |
20.0 | 4.1 | 6.0 | 2.7 | 6.9 |
709820/0762
26511
0.1 | 20.0 | 8.2 | 13.1 | 13-1 |
0.3 | 19.6 | 6.4 | 15.0 | 9.0 |
0.7 | 19.8 | 6.1 | 16.2 | 7-8 |
3.0 | 21.1 | 5·3 | 19.4 | 6.1 |
10.0 | 22.0 | 5.2 | 22.0 | 5>.7 |
25.0 | 9.4 | 5.1 | 8.0 | 6.1 |
40.0 | 4.5 | 5.1 | 2.0 | 6.5 |
0.1 | 20.6 | 9.0 | 14.1 | 14.5 |
0.3 | 20.5 | 7.2 | 15.8 | 10.0 |
0.7 | 20.6 | 6.5 | 16.7 | 8.7 |
3.0 | 21.4 | 6.0 | 19-3 | 6.7 |
10.0 | 22.1 | 5-7 | 21.8 | 6.3 |
25.0 | 10.0 | 5-3 | 8.1 | 6.3 |
40.0 | 4.7 | 5-2 | 2.1 | 6.3 |
0.1 | 21.8 | 8.8 | 14.2· | 13-3 |
0.3 | 23-0 | 5-7 | 18.0 | 7-4 |
0.7 | 25.0 | 4.3 | 20.0 | 5.6 |
3.0 | 28.3 | 2.5 | 26.8 | 2.7 |
10.0 | 29-5 | 1.6 | 28.7 | 1.8 |
25.0 | 8.0 | 1.3 | 4.0 | 1.5 |
40.0 | 2.9 | 1.2 | 2.1 | 1.4 |
3-3 | 28.6 | 2.87 | 28.5 | 2.92 |
3 3.0 | 18.5 | 4.01 | 18.2 | 4.35 |
3.1 | 19.8 | 1.75 | 20.3 | 1.83 |
3.0 | 13.1 | 19.8 | 11.8 | 23-3 |
χ 3.3 | 22.6 | 6.6 | 21.7 | 7.5 |
709820/0782
Zuschläge | MoO3 | Tabelle 5 | Elektr. mit |
Widerstand ir^Luft | nach 1000-stündigem Vor halten auf 4000G |
RGC£Jl) | |
0.1 Mol CA | Empfindlich keit |
0.5 VoI | ./£> Iso-tmtan (Rn) | ||||
0.7 | (VV | 11.0 | |||||
WO;, | Mol % | 3.0 | 7-3 (KJJ) | 14.7 | 4.8 | ||
8.0 | 21.3 | 3.9 | 21.5 | 2.2 | |||
0.3 | 10.0 | 24.7 | 2.3 | 28.7 | 1.8 | ||
0.7 | ITa0O | 29.0 | 1.7 | 24.3 | 1.6 , | ||
7.0 | K2O 0.7 |
27-3 | 1.4 | 2.1 | I 12.5 |
||
30.0 | 3.0 | 3.2 | 9.0 | 16.6 | 8.8 "* | ||
Li2O 0.1 |
GeO2 | 20.6 | 8.5 | 23-5 | 6.7 | ||
0.7 | 0.03 | 24.2 | 6.4 | 5.4 | |||
10.0 | 0.3 | 6.1 | 12.2 Si | ||||
SiO2 | 7.0 | 8.0 | 13.7 | ||||
0.1 | 20.0 | 20.0 | 6.2 | 17-3 | 5-9 co | ||
0.7 | 20.2 | 5-3 | 21.6 | O 6.1 |
|||
3.0 | 21.8 | 5-2 | 8.0 | ||||
10.0 | 9.4 | ||||||
26511
OJ | OJ | VD | IA | !A | KD | -CN | KN | CJN | ω | UA | ΊΑ | D- | |
LA | φ | 4 | CO | VD | KD | O | V | LA | KN | KN | KN | ||
ciJ | V" | LA | |||||||||||
ν- | LA | CM | D- | ω | D- | V" | |||||||
CM | O | CJ\ | KN | OJ | O | LA | CM | ||||||
V" | CM | CO | CU | CU | |||||||||
V | O | CM | KN | ö"\ | LA | OJ | O | KN | CM | CT» | ω | ||
cd | LA | (D | CO | KN | CM | CM | |||||||
VD | O | CD | LA | ciJ | cd | D- | V" | LA | |||||
KN | O | CVI | O | V | O | ΓίΝ | V" | VD | KN | ||||
CM | CVJ | CM | CM | CM | CU | ||||||||
H | rH | ||||||||||||
JO | O | ||||||||||||
KN | 1ΓΝ | O | LA | ||||||||||
O | VO | O | KN | O | O | O | O | Kn | O | O | O | ||
CM αϊ |
V | O | O | [■%_ | V" | O | O | V" | O | O | O | ||
ciJ | CM | V- | V" | KN | |||||||||
H | OV. H |
||||||||||||
Γ) | υ | ||||||||||||
S | O | a | |||||||||||
to O |
VD | LA O |
Cv. | D- | O | V | D- | O | O | O | |||
CM | O | O | [CN | O | O | O | D- | LA | O | ||||
H | CVl | CM | ν | ||||||||||
709820/0762
Zuschläge | Ha2O 0.7 Mol% |
E2O 1.3 Hol% |
Empfindlich keit (VV |
Slektr. Widerstand in Luft mit O.5 Vol-iij Iso-Tdu- tan (Hq.·) , |
• nach 1000-stündigem Vorhalten auf 400 0 |
E0(KJl) | I \ |
Li2O 0.1 Mol °/ |
2.0 | 2.0 | 24.6 | 8.2 (KJt) | RA/RG | 8.5 | 12.9 , |
5.0 | 10.0 | 5.0 | 9-0 | 6.7 | 23.6 | 6.9 | 7-4 |
5.o' | GeO2 | WO3 | 4.0 | 5.8 | 8.0 | 6.7 | 5.6 |
JYa2O | 0.05 Mol% | 0.05 Mol% | 2.4 | 5.1 u» | |||
0.05 Mol% | 0.2 | 0.7 | 20.7 | 8.7 | 4.7 | ||
0.1 | 3.3 | 2.0 | 22.4 | 5.6 | 15.1 | 3.6 | |
0.7 | 10.0 | 3.0 | 25.9 | 4.8 | 19.8 | ||
7.0 | 10.0 | 10.0 | 17-3 | 3.7 | 24.9 | ||
20.0 | 10.0 | 20.0 | 4.1 | 3.5 | 14.5 | ||
10.0 | 3-5 | 3.1 | 3.2 | ||||
2.7 |
Leeffeite
Claims (11)
1. Reduziergassensor, gekennzeichnet durch ein gasempfindliches Element, das als Hauptbestandteil '^Eisen(IIl)-oxid
( '1N-IPepO-j.) und 8.1s Zusatz mindestens eine Verbindung aus
der aus WO^, HoO,, SiO2, GeO2, Li2O, Hap0, E3O, CaO, SrO,
BaO, Eu2O^, La2O7, CeO2, Al2O7, Ga3O^, In2O7, SnO2, TiO2,
MgO, NiO, ZnO, Mn2O-, und Cr2O7 bestehenden Gruppe enthält,
ein Paa.r Elektroden auf dem gas empfindlichen Element und
ein an dem Element angeordnetes Heizelement, wobei das auf eine erhöhte Temperatur erwärmte gasempfindliche Element
eine rasche Abnahme des elektrischen Widerstandes erfährt, wenn es in Berührung mit einer ein Reduziergas enthaltenden
Atmosphäre gerät.
2. Reduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 40,0 Mol-% mindestens
einer Verbindung aus der aus WO-, und MoO7 bestehenden
Gruppe handelt.
3. Reduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 40,0 Mol-% mindestens einer Verbindung aus der aus SiO2 und GeO2 bestehenden
Gruppe handelt.
4. Reduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 10,0 Mol-% mindestens einer Verbindung aus der aus Li2O, ITa2O und KpO be-
7 0 9 8 2 0/0762 OFüGitoAL inspected
stellenden Gruppe handelt.
5· Reduziergassensor nach .Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 20,0 Yiol-fo mindestens
einer Verbindung aus der aus GaO, cärO und BaO bestehenden
Gruppe handelt.
6. Reduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 20,0 Mol-p mindestens
einer "Verbindung aus der aus EupO^, La^O^ und CeO^
bestehenden Gruppe handelt.
7. Reduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zuschlag vm 0,1 ... 20,0 1161-% mindestens
einer Verbindung aus der aus Al^O-,, GanO^ und In0O-,
bestehenden Gruppe handelt.
8. Reduziergassensor nach Anspruch 1, da/lurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 3O5O Hol-% mindestens
einer Verbindung aus der aus SnOp und TiOq bestehenden
Gruppe handelt.
9. Reduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Zuschlag um mindestens 0,1 ... 15?0
Μ0Ι-/0 mindestens einer Verbindung aus der aus MgO, Niο
und ZnO bestehenden Gruppe handelt.
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10. Ileduziergassensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, deS es sich bei dem Zuschlag vm 0,1 ... 15,0 Mol·?;? inincLesterL3
einej? Yerlaindung aus der aus Ma0O^ und Cr0O^ "beste
iienden Gruppe
11. Heduziergassensor nac3i Anspruch 1, dadurcli gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Zuschlag um 0,1 ... 20,0 fiol-yö mindestens
einer Verbindung aus der Gruppe aus SrO und BaO oder 0,1 ... 15,0 Hol-# ülgO handelt.
01/Za
709820/0762
Applications Claiming Priority (9)
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JP13428575A JPS5853735B2 (ja) | 1975-11-08 | 1975-11-08 | カネンセイガスケンチソシ |
JP13428675A JPS5918659B2 (ja) | 1975-11-08 | 1975-11-08 | カネンセイガケンチソシ |
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1976
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- 1976-11-05 DE DE19762651160 patent/DE2651160C3/de not_active Expired
- 1976-11-08 GB GB4645876A patent/GB1527406A/en not_active Expired
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DE3032476A1 (de) * | 1980-08-28 | 1982-04-01 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Selektiver duennschicht-gassensor hoher empfindlichkeit und stabilitaet zum nachweis und zur messung von gasfoermigen kohlenwasserstoff-verunreinigungen in der luft auf der basis von wolframoxid (wo(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts))-halbleitern, sowie ein verfahren zu seiner herstellung |
EP0046989B1 (de) * | 1980-08-28 | 1985-12-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Selektiver Dünnschicht-Gassensor hoher Empfindlichkeit und Stabilität zum Nachweis und zur Messung von gasförmigen Kohlenwasserstoff-Verunreinigungen in der Luft auf der Basis von Wolframoxid (WOx)-Halbleitern, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung |
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Publication number | Publication date |
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GB1527406A (en) | 1978-10-04 |
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