FI98861C - Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi - Google Patents

Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi Download PDF

Info

Publication number
FI98861C
FI98861C FI940240A FI940240A FI98861C FI 98861 C FI98861 C FI 98861C FI 940240 A FI940240 A FI 940240A FI 940240 A FI940240 A FI 940240A FI 98861 C FI98861 C FI 98861C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
electrode
microporous
layer
permeable electrode
microporous gas
Prior art date
Application number
FI940240A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI940240A0 (fi
FI940240A (fi
FI98861B (fi
Inventor
Lars Stormbom
Original Assignee
Vaisala Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vaisala Oy filed Critical Vaisala Oy
Priority to FI940240A priority Critical patent/FI98861C/fi
Publication of FI940240A0 publication Critical patent/FI940240A0/fi
Priority to EP94309784A priority patent/EP0665303B1/en
Priority to DE69418174T priority patent/DE69418174T2/de
Priority to US08/371,128 priority patent/US5607564A/en
Priority to JP00501195A priority patent/JP3585973B2/ja
Publication of FI940240A publication Critical patent/FI940240A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI98861B publication Critical patent/FI98861B/fi
Publication of FI98861C publication Critical patent/FI98861C/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/225—Oblique incidence of vaporised material on substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/14—Metallic material, boron or silicon
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/223—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity
    • G01N27/225—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance for determining moisture content, e.g. humidity by using hygroscopic materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

98861
Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksi sekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi
Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukai-5 nen menetelmä mikrohuokoisen kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksi.
Keksinnön kohteena on myös mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi.
10
Kapasitiivisissa kaasu- ja kosteusantureissa on usein tarpeen muodostaa kaasua läpäisevä, mutta sähköä johtava elektrodi. Tähän on olemassa useita menetelmiä. Voidaan käyttää hyväksi joissakin metalleissa tyhjöhöyrystyksen aikana 15 syntyviä voimakkaita jännityksiä jotka synnyttävät hal keamia. Tällaisia rakenteita on kuvattu mm. US-patentissa 5 075 816. Tällöin syntyy myös helposti anturin stabiili-suuden kannalta haitallisia jännityksiä. Toinen tapa on muodostaa elektrodi erittäin ohuesta kulta- tai platinaker-20 roksesta. Tämän menetelmän haittoina on jalometallin huono adheesio alla olevaan kerrokseen ja valmistusprosessin vaikea hallinta.
Yleisesti tunnettu menetelmä on myös elektrodin muodostami-25 nen silkkipainotekniikalla sintraamalla johtavaa ainetta sisältävää pastaa. Menetelmän haittapuolena on korkean sintrauslämpötilan aiheuttamat vaatimukset muille anturissa käytettäville materiaaleille sekä näin valmistetun elektrodin suuri paksuus.
30
Olennainen elektrodin ominaisuus on myös huokosten tai halkeamien etäisyys toisistaan, koska tämä vaikuttaa suoraan anturin vasteaikaan. Tyypillisesti pyritään valmistamaan elektrodi siten, että huokosten välinen etäisyys on pienempi 35 kuin anturin aktiivisen materiaalin paksuus, jolloin anturin vasteaikaa rajoittavaksi tekijäksi muodostuu aktiivisen materiaalin paksuus.
Jos huokosten kokoa lisäksi voidaan säätää siten että esim.
2 98861 suurikokoiset molekyylit eivät pääse niistä läpi, voi tästä seurata huomattavia parannuksia anturin selektiivisyydelle. Tämä vaatisi käytännössä melko pientä huokoskokoa (< 30 nm).
5 Tyhjöhöyrystyksellä voidaan saada aikaan huokoisia metal-lipintoja käyttämällä metallilähteen ja metalloitavan pinnan välillä kohtisuoraa pienempää kulmaa (Katsuri L. Chopra "Thin Film Phenomena, s. 176 - 177). Tällöin voidaan hallitusti saada aikaan sopivan kokoisia huokosia. Tällainen 10 rakenne täytyy yleensä valmistaa jonkun verran hapettuvasta materiaalista tarpeeksi hyvän adheesion saavuttamiseksi. Tyypillisiä materiaaleja ovat Cr, Ti ja Ni tai näiden sekoitteet. Tämän rakenteen ongelmana on metallin hidas hapettuminen valmistuksen jälkeen, jolloin huokoset usein saatta-15 vat mennä umpeen.
Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä kuvatun tekniikan puutteellisuudet ja aikaansaada aivan uudentyyppinen menetelmä mikrohuokoisen kaasua läpäisevän elektrodin 20 valmistamiseksi sekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi.
Keksintö perustuu siihen, että edellä kuvatulla vinotyhjö-höyrystyksellä muodostetun, hyvin alustaan tarttuvan (hapet-25 tuvan) kerroksen päälle muodostetaan hapettumista estävä kerros (hapettumatonta) jaloa materiaalia (metallia) samalla vinotyhj öhöyrystysprosessilla.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle 30 on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön mukaiselle elektrodirakenteelle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 5 35 tunnusmerkkiosassa.
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.
3 98861
Elektrodirakenne voidaan valmistaa täysin hallitusti haluttuun läpäisevyyteen ilman vanhenemisongelmia. Huokoinen kerros saadaan tarttumaan hyvin alustaansa. Koska vanhenemisongelmia ei ole, voidaan huokosrakenteella toteuttaa 5 "molekyylisuodatin", joka estää esimerkiksi suurimolekyylis-ten liuottimien pääsyn elektrodirakenteen sisälle.
Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten kuvioiden mukaisten suoritusesimerkkien avulla.
10
Kuvio 1 esittää kaaviollisesti sivukuvantona keksinnön mukaista valmistusjärjestelyä.
Kuvio 2 esittää yksityiskohtaa kuvion 1 mukaisesta järjeste-15 lystä.
Kuvion 1 mukaisesti huokoinen metallipinta saadaan aikaan asettamalla metalloitavan pinnan 2 ja metallilähteen 1 välinen kulma a välille 5 - 30°. Kulmaa säätämällä voidaan 20 vaikuttaa metallikerroksen huokoisuuteen ja huokosten kokoon siten, että pienellä kulmalla a saadaan erittäin huokoinen suuria huokosia sisältävä kerros ja suuremmalla kulmalla a tiheämpi pienempiä huokosia sisältävä kerros.
25 Höyrystämällä ensin 10 ... 300 nm paksuudelta kuvion 2 mukaisesti hieman hapettuvaa metallia 4 (kuten Cr, Ni tai Ti) saadaan aikaan hyvä adheesio. Huokosten 6 umpihapettuminen estetään tämän jälkeen samassa kulmassa höyrystetyllä 10 - 300 nm paksulla jalometallikerroksella 5 (Au, Pt tai Pd). 30 Tyypillisesti näiden kerrosten 4 ja 5 yhteenlaskettu paksuus on välillä 30 ... 400 nm.
Edullisesti huokoskoko 7 (huokoisten minimihalkaisija) on pienempi kuin 30 nm, jolloin aikaansaadaan suuria molekyyle-35 jä suodattava vaikutus.

Claims (7)

98861
1. Menetelmä mikrohuokoisen kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksi, jossa menetelmässä 5 - alustalle (2) muodostetaan tyhjöhöyrystämällä ensimmäinen mikrohuokoinen elektrodikerros (4) siten, että alustan (2) ja höyrystyslähteen (1) välinen kulma (a) on pienempi kuin 90°, 10 tunnettu siitä, että - ensimmäisen mikrohuokoisen kerroksen (4) päälle muodostetaan toinen mikrohuokoinen kerros (5) 15 hapettumattomasta materiaalista oleellisesti sa malla höyrystyskulmalla (a) kuin ensimmäinenkin mikrohuokoinen kerros (4).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 20 siitä, että höyrystyskulma (a) sovitetaan arvoon 5 - 30°.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa ensimmäinen elektrodikerros (4) muodostetaan hapettuvasta metallista kuten kromista, titaanista tai nikkelistä, tunnettu 25 siitä, että toinen elektrodikerros (5) muodostetaan jalosta metallista kuten kullasta, hopeasta, palladiumista tai platinasta.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 30 siitä, että höyrystyskulma (a) sovitetaan sellaiseen arvoon, jossa huokoset (6) muodostuvat minimihalkaisijaltaan (7) -pienemmiksi kuin 30 nm.
5. Mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi, joka käsittää 35 - alustalle (2) muodostetun ensimmäisen huokoisen elektrodikerroksen (4), 98861 tunnettu siitä, että - ensimmäisen mikrohuokoisen kerroksen (4) päälle on muodostettu toinen mikrohuokoinen kerros (5) 5 hapettumattomasta materiaalista.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen elektrodi, tunnettu siitä, että mikrohuokoset (6) ovat minimihalkaisijaltaan (7) pienempiä kuin 30 nm. 10
7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen elektrodi, jossa ensimmäinen elektrodikerros (4) on hapettuvaa metallia kuten kromia, titaania tai nikkeliä, tunnettu siitä, että toinen elektrodikerros (5) on jaloa metallia kuten kultaa, hopeaa, 15 palladiumia tai platinaa. 98861
FI940240A 1994-01-18 1994-01-18 Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi FI98861C (fi)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940240A FI98861C (fi) 1994-01-18 1994-01-18 Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi
EP94309784A EP0665303B1 (en) 1994-01-18 1994-12-23 Method of producing a microporous, gas permeable electrode structure and a microporous, gas permeable electrode structure
DE69418174T DE69418174T2 (de) 1994-01-18 1994-12-23 Microporöse gasdurchlässige Elektrode und Verfahren zur Herstellung derselben
US08/371,128 US5607564A (en) 1994-01-18 1995-01-11 Method of producing a microporous, gas permeable electrode structure and a microporous, gas permeable electrode structure
JP00501195A JP3585973B2 (ja) 1994-01-18 1995-01-17 ミクロ細孔ガス透過性電極構造の製法及びミクロ細孔ガス透過性電極構造

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940240A FI98861C (fi) 1994-01-18 1994-01-18 Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi
FI940240 1994-01-18

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI940240A0 FI940240A0 (fi) 1994-01-18
FI940240A FI940240A (fi) 1995-07-19
FI98861B FI98861B (fi) 1997-05-15
FI98861C true FI98861C (fi) 1997-08-25

Family

ID=8539544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI940240A FI98861C (fi) 1994-01-18 1994-01-18 Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5607564A (fi)
EP (1) EP0665303B1 (fi)
JP (1) JP3585973B2 (fi)
DE (1) DE69418174T2 (fi)
FI (1) FI98861C (fi)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2774499B1 (fr) * 1998-02-03 2000-04-07 Silmag Sa Procede de realisation d'une couche mince perpendiculaire a la surface d'un substrat
AU2000244335A1 (en) * 2000-05-15 2001-11-26 Yamatake Corporation Humidity sensor
DE60239174D1 (de) * 2001-05-31 2011-03-31 Ngk Spark Plug Co Feuchtigkeitssensor
JP5041837B2 (ja) * 2007-03-20 2012-10-03 富士電機株式会社 薄膜ガスセンサおよびその製造方法
US8124246B2 (en) * 2008-11-19 2012-02-28 Honeywell International Inc. Coated components and methods of fabricating coated components and coated turbine disks
JP5385657B2 (ja) * 2009-03-27 2014-01-08 株式会社堀場製作所 ガスセンサ
US9689785B2 (en) * 2012-06-18 2017-06-27 Postech Academy-Industry Foundation Metal oxide semiconductor gas sensor having nanostructure and method for manufacturing same
EP3004868B1 (en) 2013-05-30 2022-12-28 Vaisala Oyj A dual gas sensor structure and measurement method
EP3495807A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-12 MEAS France Method for manufacturing a humidity sensor and humidity sensor

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2056503B (en) * 1979-08-09 1983-12-07 Standard Telephones Cables Ltd Porous metal films
JPH0244023B2 (ja) * 1982-04-28 1990-10-02 Hokuriku Elect Ind Alnoyokyokusankahakumakuomochiitashitsudosensasoshioyobisonoseizohoho
JPS5983352A (ja) * 1982-11-05 1984-05-14 Nissan Motor Co Ltd 燃料電池用電極の製造方法
JPS59173743A (ja) * 1983-03-23 1984-10-01 Sharp Corp 感湿素子
DE3345990A1 (de) * 1983-12-20 1985-06-27 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren zum herstellen einer implantierbaren elektrode
JPS60140609A (ja) * 1983-12-27 1985-07-25 シャープ株式会社 透湿性導電膜の製造方法
JPS61277046A (ja) * 1985-05-31 1986-12-08 Chino Corp 湿度素子
EP0349925A1 (de) * 1988-07-04 1990-01-10 INTERATOM Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Beschichten von Gegenständen aus hochschmelzenden Metallen
JP2629963B2 (ja) * 1989-06-30 1997-07-16 旭硝子株式会社 高耐久性低水素過電圧陰極
US5104695A (en) * 1989-09-08 1992-04-14 International Business Machines Corporation Method and apparatus for vapor deposition of material onto a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
DE69418174D1 (de) 1999-06-02
FI940240A0 (fi) 1994-01-18
EP0665303A1 (en) 1995-08-02
FI940240A (fi) 1995-07-19
EP0665303B1 (en) 1999-04-28
FI98861B (fi) 1997-05-15
DE69418174T2 (de) 1999-10-28
JPH07260733A (ja) 1995-10-13
US5607564A (en) 1997-03-04
JP3585973B2 (ja) 2004-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI98861C (fi) Menetelmä mikrohuokoisen, kaasua läpäisevän elektrodin valmistamiseksisekä mikrohuokoinen kaasua läpäisevä elektrodi
CA1196873A (en) Filtration structure of ceramic material
US4656455A (en) Humidity-sensing element
US6309546B1 (en) Micro and ultrafilters with controlled pore sizes and pore size distribution and methods for making
US6086729A (en) Method of manufacturing thin metal membranes
KR930005940A (ko) 지지된 미세 다공성 세라믹 멤브레인
CN102639993B (zh) 应用阳极氧化铝膜的快速响应的相对湿度传感器
DE19833087A1 (de) Gassensor und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2002512308A (ja) 開放多孔性の薄い金属層を作製する方法
CA2078743A1 (en) Composite metal-ceramic membranes and their fabrication
KR19990053804A (ko) 수소기체 분리용 복합막의 제조방법
NO20003436D0 (no) Filter eller filterelement for modifisert elektro-dialyse
JPH0235934B2 (fi)
JP2002340854A (ja) センサ素子
IL173121A (en) Electrodes, membranes, printing plate precursors and other articles including multi-strata porous coatings
JPH06294765A (ja) 湿度センサの製造方法
JPH01274815A (ja) セラミックスフィルターの製造方法
WO2005075060A1 (en) Composite structure for high efficiency hydrogen separation and its associated methods of manufacture and use
JPH0212047A (ja) 容量変化型感湿素子およびその製造方法
JPH01245818A (ja) セラミック濾材
SU1188615A1 (ru) Способ изготовлени датчика влажности
JP3016444B2 (ja) 固体電解質センサーの製造方法
JPS6059063A (ja) 多孔質薄膜の製造方法
Vida-Simiti et al. Surface Effect' in Porous Permeable Sintered Layers
CN116626013A (zh) 基于驻极体的半导体sers基底设计制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MA Patent expired