Abstract
氧化鋅為電子陶瓷的重要材料之一, 其半導體及對氣體吸附的物特性, 可被應用於製造氣體感測器, 而適量鋁的摻雜, 有助於氧化鋅的N 型半導體特性, 加強對特定氣體的感測效果, 關於改善氧化鋅氣體感測材料的研究, 大部份的重點都放在觸媒的添加量, 熱處理技術等, 甚少對於材料前身粉體的性質與感測能力間之關聯進行研究, 大體而言均勻分佈的細微粉體, 不僅可以獲得較一致性的顯微結構及感測特性, 並可提高感測的穩定性, 其於此一構想, 吾人利用均勻沉澱技術, 用HMTA制備均勻分佈的ZnO 及摻雜鋁的ZnO 分末, 另一方面則利用不同形態的粉末, 製備燒結體, 探討氧化鋅表面吸附氣體之現象及其對易燃性氣體的感測效能, 期望能增進吾人對氧化鋅陶瓷粉體在感應器上應用的基礎。在本研究中, 主要在於探討探討均勻沉澱實驗的過程, 微粒的特性, 及燒結體的應用, 其內容包括: (1)Zn(NO ) –HMTA沉澱系統中, ZnO 微粒的成長: 吾人從沉澱物的分析與實驗條件的改變, 可推導沉澱過程的反應機構, 並瞭解粒子成長與形態變化的趨勢, 以達到控制粒子的大小與形態。(2) ZnO 中摻雜鋁之共沉澱系統: 從實驗現象的觀察與粉體的分析, 瞭解其沉澱程序, 並可獲致均勻混合含鋁之氧化鋅粉末。(3)粉體燒結及燒結體的特性分析: 由不同粉體的燒結, 其燒結程度有明顯差異, 顯示粉體形態對燒結特性的影響, 由燒結體微結構的分析, 可知高緻密化的燒結體有較佳的導體特性。(4) 燒結體對氧的吸附效應: 藉由燒結體電性變化及溫度, 氧氣壓的控制, 以解釋氧分子在氧化鋅表面吸附過程與效應。(5) 感測特性之研究: 利用丁烷為待感測氣體, 實驗顯示低燒結程度的燒結體擁有較多的表面積與較佳的感測效果, 同時鋁的添加亦有助於氧化鋅在感測器上的應用。