| 研究課題/領域番号 |
63550241
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
電子材料工学
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
新田 正義 日本大学, 生産工学部, 教授 (80059782)
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| 研究分担者 |
阿部 治 日本大学, 生産工学部, 助手 (50130414)
兼房 慎二 日本大学, 生産工学部, 講師 (20060246)
武田 義章 日本大学, 生産工学部, 教授 (40059217)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| キーワード | ガスセンサ / 厚膜 / 厚膜抵抗体 / 酸化スズ / 酸化ルテニウム / 集積化 |
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| 研究概要 |
SnO_2系センサの機械的強度を高めるため、シリカを混合するとセンサのガス応答性が劣下する。SnO_2に40ー50%のGeO_2を混合し、この混合粉末を母材としてセンサを作製すると、シリカ混合によるガス感度の低下を軽減できる。しかし、同時にセンサのガスに対する特性が不安定となる。このため、GeO_2に代えThO_2を混合して集積化センサの作製を試みた。センサの集積化には0.5×1インチ角のアルミナ基板を用い、異なる種類、異なる温度の5組のセンサを搭載し、5つのセンサのガス特性を比較することにより雰囲気ガスのガス成分を特定する方法を検討した。5つのセンサにPd(1%)ーSnO_2(335℃)、{Pd(1%)、ThO_2(5%)}ーSnO_2(335℃)Pd(5%)ーSnO_2(300℃)、Pd(3%)ーSnO_2(235℃)、Pd(3%)ーSnO_2(190℃)を用いた集積化センサはH_2、CO、CH_4ガスのそれぞれの混合雰囲気の7つの状態から、いずれの雰囲気かを特定することが可能となることを見いだした。
有機半導体を用いた感ガスペ-ストとして種々の中心金属をもつフタロシアン(Pc)について調べた。その結果、PbPcにPd(3%)とRuO_2(10%)を混合して作製したセンサは、センサ温度が150ー200℃において、H_2、COガスに対して高い応答性を示した。このセンサは、H_2に対して抵抗値が減少し、COガスに対しては抵抗値が増大する現象を示し、H_2とCOを選択的に判別できることが分かった。
センサ加熱用のヒ-タとして用いる厚膜抵抗体の電気的特性および経時安定性は導電体の粒子径、ガラスの粒子径、軟化温度、熱膨張係数、導電体とガラスの比、焼成温度、焼成回数などの因子に強く影響されることが分かった。そこで、ガラス粒径が1ー2μmの範囲でPbO・B_2O_3・SiO_2系のガラス成分にフィラとしてAl_2O_3を添加したものを用いると、高温域で経時安定性の優れた抵抗体が得られることが分かった。
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