1 Uzbekistan, Samarkand электронный выпуск ксерогели, стекло и объёмные керамические материалы Перспективные материалы для применений в области

СЕКЦИЯ 3. «ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПЛЁНКИ, ПОКРЫТИЯ И МЕМБРАНЫ» 
36 
метана целесообразно использование оксида цинка и кобальта Оптимизированы состав, 
соотношение компонентов, технология изготовления нанокомпозитных газочувстивительных
плѐнок на основе смесей ZnO и CoO. С использованием разработанного газочувстивительного 
материала изготовлен высокочувстивительный, селективные полупроводниковый сенсор 
метана (ППС-СН
4
). Целесообразность применения разработанных сенсоров в конструкционных 
измерительных схемах сигнализаторов и газанализвторов обусловливаются их технико-
эксплуатационными параметрами. 
Разработанные полупроводниковые сенсоры метана представляют собой спираль, 
изготовленную из остеклованного платинового микропровода, покрытую полупроводниковым 
газочувствительным материалом на основе оксидов цинка и кобальта. Принцип действия 
разработанных полупроводниковых сенсоров метана(ППС-СН
4
) основан на изменении 
электрофизических свойств чувствительного слоя полупроводникового образца при изменении 
состава анализируемой газовой среды. При всем многообразии возможных вариантов 
сущностью обратимого процесса детектирования является взаимодействие газа-реагента с 
кислородом, адсорбированным на поверхности. В результате наблюдается обратный переход 
электрона в зону проводимости при уходе с поверхности продуктов реакции в нейтральном 
виде. Таким образом, различие проводимостей полупроводникового резистивного слоя в 
отсутствии и при наличии газа реагента (СН
4
) в окружающей атмосфере несет информацию о 
концентрации детектируемого газа.
В ходе экспериментов были исследованы метрологические характеристики сенсоров 
метана с чувствительными элементами, выполненными на основе оксидов цинка и кобальта. В 
результате экспериментальных исследований установлено, что оптимальная рабочая 
температура ППС-СН
4
обеспечивающая наиболее высокий сигнал по метану соответствует 375 
0
С. Минимальное время отклика сенсора на основе SiO
2
/ZnO+10%CoO составляет 15с, время 
восстановления показания данного сенсора 23 с, что подтверждает возможность экспрессного 
определения метана с использованием ГЧМ на основе оксидов цинка и кобальта. В диапазоне 
концентраций метана от 50 до 1000 мг/м
3
зависимость сигнала от концентрации метана в смеси имеет 
прямолинейный характер. На основе проведенного исследования можно заключить, что 
разработанный ППС-СН
4
обладает лучшими метрологическими и эксплуатационными 
характеристиками и вполне пригоден для непрерывного автоматического контроля содержания 
метана.