吉大电子功能材料与半导体材料实验复习要点

1. 单色X 射线衍射法晶体定向

【原理】:如果用一固定波长的X 射线(单色光) 入射到一块晶体上,使其在某晶面上发生衍射,则该位置(θ角)满足布拉格方程:2d sin θ=n λ,根据位置确定晶体取向。

1. θ1=θ-δ+α

θ2=θ-δ-α

2.

Θ1,θ2为测量的角,θ

14°12´

3. 内部晶面与外表面偏角:α=(θ1-θ2)/2

4. 基准平面与0位偏差:δ=(θ1+θ2)/2-θ

【步骤】:

1. 打开电源,定向仪低压预热10分,打开高压

2. 调整mA (2mA 以下),控制X 射线管电流

3. 调整计数器置于28°24´(衍射入射角14°12´),拧紧固定

4. 调整准动手轮15°(转盘),按‘复位’(红色按钮)

5. 将硅片放在样品台上(十字对准),打开吸泵开关

6. 打开挡板,红色开,绿色关

7. 转动手轮(右侧)使μA率表(右下角)偏转最大,记录显示角度(右下数字)寻找范围:12--16

8. 旋转180°,重复上步操作注意:取片时,要关闭挡板,放好时,要打开挡板!!!

【仪器】

2. 晶体缺陷观察【原理】:铬酸法腐蚀

4CrO3+3Si =3SiO2+2Cr2O3

SiO2+6HF =H2(SiF6)+2H2O

【配方】

1. 标准液:CrO350g ,去离子水100ml

2. 标准液:HF (40%)=1:1较快

【腐蚀】

a. 位错:15分15-20℃

b. 层错:硅外延片乙醇去油污,防止腐蚀不均匀

铬酸腐蚀

去离子水清洗

红外灯烘干【层错】三角形【位错】黑色坑

【位错腐蚀机理】

铬酸腐蚀硅外延片,发生化学反应,使晶体中原子失去周期性排列,破坏晶格完整性

3. 暗室技术

【步骤】:

1. 显影:【4分】18-20℃感光部溴化银遇显影液(对苯二酚)被还原为Ag, 颜色黑

2. 停显:【30秒】醋酸1防显影过度2中和显影液碱性,保持定影液酸性

3. 定影:【15分】16-24℃硫代硫酸钠溶解感光溴化银中未分解部分

4. 水冲:【50-60分】流水冲洗

【影响因素】

1. 显影:显影液PH

2. 定影:定影剂加速剂(氯化铵)中和剂(醋酸)保护剂(亚硫酸钠)坚膜剂(甲醛)

3. 时间,温度,搅拌情况

【显影机理】

感光部溴化银遇显影液(对苯二酚)被还原为Ag, 颜色黑,未感光部分Ag 不易被还原

【停显机理】

使用药品停止显影,一是防止显影过度,二是中和显影液碱性,保持定影液酸性

【定影操作】

胶片放置在定影液中,用手指肚轻轻反复擦洗胶卷内侧,再擦洗外侧

4. 傅里叶变换红外光谱法测量硅单晶碳氧含量

【红外吸收光谱产生原理】:1. 红外吸收光谱是由分子振动能级(沿化学键)的跃迁同时伴随转动能级(键角改变)的跃迁而产生的。(前提都有共价键才能有红外吸收,如NaCl 离子键不能被吸收)

2. 当一定频率的红外光照射时,如果分子某个基团的振动频率和它一样,二者会产生共振,光的能量通过分子偶极矩传递给分子,基团吸收该频率的红外光,产生振动能级跃迁,若频率不同,则不吸收。

3. 用连续变化频率的红外光照射试样,根据该试样对不同频率红外光吸收与否,使通过的红外光在一些波长范围内较弱,另一些范围内较强,形成红外吸收光谱,根据光谱吸收峰位置、形状推断未知结构

【实验原理】

硅中氧主要是填隙氧原子,硅中碳主要是替代式碳原子,硅氧键和硅碳键拉伸振动,在红外光通过硅样品时,在振动频率附近会形成氧和碳的吸收

【氧】1025、1107最强、517cm-1ppm =22.2*A/d(A :峰高/光强,d:硅片厚度)

【碳】605ppm =5.07*A/d

【会在光谱图中找到碳氧吸收峰】

【光谱图横纵坐标】横:波长倒数,纵:吸收光强

【为什么要用傅里叶变换?什么事傅里叶变换】

接收器接受的是干涉图样,需要进行傅里叶转换为透过率和吸光度。

【为什么需要上下移动动镜】

需要时两束光的光程差为半波长的整数倍,一束为反射光,一束为反射透射光。P16图

【为什么差谱系数小于1(0.99)】样本厚度0.187,参比样本厚度0.188,比值小于1

【光谱差减法】样本文件减去参比文件的方法。硅自身振动原子引起晶格吸收,与碳氧吸收峰会产生重叠,需减去。

【操作步骤】

1. 本底扫描:Measure --BKG (View )

2. 样品扫描:Measure --Sample

3. 参比样品扫描:Measure --Sample (00-1)

4. 差谱:

a. Manipulation 2--dataset (第一个)--

b. 选择样品--右键set as --Souse

c. 选择001--右键--set sa --Reference

d. Caculate --OK--

5.

6. Manipulation 1--Peaktable (倒数第二个)Caculate --ok

【为什么要用参比样本?】

硅中除化学键吸收红外光, Si 本身的晶格振动也存在吸收,会形成吸收峰,与硅碳键,硅氧键的吸收峰产生重叠,需要将晶格振动形成的吸收峰减去,所以需要参比样品。

5. SiO2薄膜溶胶凝胶制备【原理】:易水解金属化合物在某种溶剂中与水反应,经水解缩聚逐渐胶化,再干燥烧结制材料【溶胶】液体介质中固体颗粒分散体【凝胶】含有液相成分和内部网状结构的固体,液相和固相高度分散,颗粒与溶剂间强相互作用,至少有一部分溶剂被结合

【溶胶凝胶工艺分类】

1. 以金属盐溶液为原料的水基工艺,

2. 以金属醇盐为原料的醇基工艺

【影响TEOS 水解聚合因素】

1. 催化剂

2. 水和TEOS 浓度比

3. 反应温度

4. 密封情况

5. 溶剂的选择

【影响膜质量/粘度因素】TEOS 正硅酸乙酯

1. 水与TOES 摩尔比。比值越大,反应速度越快,粘度越大

2. 相同水量下,溶液浓度。浓度越大,粘度越大

3. 溶液PH 值。低PH 下,催化能力好,反映加剧,粘度上升快,酸度过高,易裂开

4. 反应温度。提高陈化温度,反应快,粘度上升快

【清洗衬底片】

1甲苯2丙酮3乙醇4去离子水,每次都是超声清洗

【磁力搅拌器用法】

1. 加热棒放在外边,与铁盘接触,此时温度

显示为实际加热温度

2. 搅拌子放入烧杯中间,烧杯放入铁盘中间

3. 打开转速开关,调整转子在烧杯中间

高温注意事项:

1. 加热棒位置,加热棒放在外边,与铁盘接触,此时温度显示为实际加热温度

2. 搅拌子在烧杯中间,均匀搅拌

3. 转速不要过大,防止飞溅

【匀胶机用法】

1. 打开电源,按吸片(一定要吸住,不然会飞片)

2. 打开转速

3. 低速时滴加

4. 盖上盖

【实验步骤】

1. 衬底清洗,甲丙乙水超

2. 溶液配制,1TEOS (26.75ml),无水乙醇(47.66ml )2水(23.5ml )HCl (0.3ml )

3. 溶胶形成, 密封搅拌50℃,1h

4. 薄膜涂覆, 匀胶机

【移液管的使用】

1调所取量,旋钮在顶端2注意吸取和放液方法3不可倒放!

1. SnO2(氧化锡)气敏材料制备【原理】:共沉淀法金属盐类水溶液中,适当控制反应条件,使沉淀剂与金属离子反应生成氧化物或难溶化合物,使溶质转为沉淀,经分离,干燥或热分解(氧化物)得到纳米颗粒。【实验原理】方程式很重要!要写沉淀符号!!1. 水解生生白色沉淀氢氧化氧锡:

SnCl4·5H2O+H2O =

2.

3. SnO(OH)2+Sn(OH)4+4HCl 4NH4Cl 酸性条件加热沉淀变Sn4+,遇氨水生白色沉淀:SnCl4·5H2O+4NH3H2O =沉淀加热分解:

Sn(OH)4=SnO2+2H2O

【步骤操作】

1称量3.5g

a. 打开开关,折纸放入

b. 按Tare 清零

c. 药品称量

2溶解+50ml水+少许盐酸

配制氨水,1:4(25ml )

3将氨水装入分液漏斗

4搅拌子放入烧杯,打开搅拌

5称量,轻的加去离子水

6离心分离,结束后将溶液倒掉

加去离子水,摇晃清洗

1材料种类

2溶液浓度

3搅拌转度

4氨水的滴速

5溶液PH ,加盐酸后

6烧结温度

【配制溶液】

1. 量筒的使用,读数规范,倒药品规范

2. 瓶盖摆放

3. 称完要混合搅拌,晃一晃,或者玻璃棒搅拌

【离心机】

2. 半导体气敏材料元件制作

【气敏元件】气体被元件半导体表面吸附使电导率变化,电导率的变化随气体成分,种类,浓度不同而异,并与工作温度有关,这样的元件,为气敏元件【流程】称量,研磨,浆料,涂布,烘干,烧结,焊接,封装,测试,老化,复测,成品【如何降低阻值和调节灵敏度?】1.ZnO :Sb2O3;MgO=100mg:1mg:1mg1. 主材料:ZnO

2. 降阻剂:Sb2O3(氧化锑ti ),降低阻值

3. 催化剂:MgO, 提高灵敏度

4. 掺杂剂:酸洗石棉,增加机械强度

【为什么Sb2O3可以降阻】

混合材料阻值很大,需要高价的化合物来降低阻值。

【电子天平的使用】同上【电烙铁清除杂质】简单操作

【为什么要研磨】方便变成浆料,涂布在衬底上

【烧结温度,烧结时间对元件有什么影响?】

1. 温度:温度过高或过低,降低灵敏度

2. 时间:在一定范围内,时间越长,灵敏度越高,达到临界值,趋于平稳

3. 气敏元件的特性测量

【原理】:气敏元件与被测气体接触,气体被半导体表面吸附使电导率变化,电导率的变化随气体成分,种类,浓度不同而异,并与工作温度有关

【N 型半导体】遇还原性气体(燃烧性气体) ,电阻率下降;遇氧化性气体,电阻率增大

【P 型半导体】遇还原性气体,电阻率增大;与氧化性气体,电阻率减小

【灵敏度公式】S=R0/RgR0元件在空气中阻值Rg 元件在1000ppm 待测气体稳定值

【响应时间】:放入气瓶到降低与稳定值差的90%的时间

【恢复时间】:离开气瓶到恢复与稳定值差的90%的时间

【操作】1ppm 为百万分之一,会配置气体!

1. 配制气体

抽空气体吸住,放进空气再抽出,注射气体

2. 调电流

3. 元件放入气瓶中,示数稳定读取

【影响气敏元件灵敏度因素】

1. 元件的基本材料

2. 掺入的杂质种类数量

3. 测试工作温度

4. 测试气体浓度

5. 测试气体种类

【影响响应恢复因素】

气体浓度,气体种类,加热电流,元件材料

【如何减小测量误差】

1. 配制气体时要清洗气瓶

2. 测量时,快速将元件放入气瓶,不要碰壁

3. 不同加热电流条件时,元件应放置空气中稳定再进行下一步

【认识仪器】了解各个功能键作用

4. 湿敏元件制作

【湿度】大气所含水蒸气的多少,有两种度量方法,绝对湿度和相对湿度

【绝对湿度】单位体积大气中多含水气的质量,Kg/cm3

【相对湿度】某一温度下,大气中水蒸气压与同温度下水的饱和蒸汽压的百分比,%RH

【湿敏元件】

【实验原理】

1. 具有强极性基的高分子材料吸湿性强。

2. 开始水分子优先吸附在极性基上,随吸附量及湿度的增大,集团化自由度增大,出现液体状态。3. 在低湿下,不能产生荷电粒子,材料电阻高,湿度增大,集团吸水成为导电通道

4. 电解质的正负离子成为载流子,吸附水自身电离出的质子H+,水和氢离子H3O+也参与导电,使感湿材料电导增加,电阻明显下降

【实验操作】

1. 高分子感湿材料:Bu (疏水):Qb(亲水)=7:3

2. 感湿膜:高分子材料:溶剂乙醇=0.1g :1ml

3. 衬底制作:800℃烧结

4. 涂感湿膜:膜厚电阻小,并联

5. 保护液:乙基纤维素:乙酸乙酯=0.1g:4ml6. 涂保护液:红外烘干

【影响湿敏元件性能因素?】薄膜厚度

5. 湿敏元件性能测试【饱和盐溶液相对湿度表】以相对湿度固定点的形式产生湿度标准

【饱和溶液】溶解速度与结晶速度相等【恒湿溶液】特定盐的饱和溶液,该饱和溶液在特定的温度和压力下,保持三相热力学平衡

【饱和盐溶液标准相对湿度使用条件】

1.

溶液上方水蒸气和混合物的总压接近标准大气压101325Pa

2. 固液气三相热力学平衡

3. 溶液处于当前温度下

【操作】:

1打开电源

开路调零:Menu---F1--OPEN SET--OK

3短路调零:对接,F2--SHORT SET--OK

4接入湿敏元件

元件放入瓶中,不碰壁,不接触溶液,快速放入

1. 空气中水蒸气浓度与湿度源中水蒸气浓度不同,向湿度源放入湿敏元件时,湿敏源中水蒸气和空气中水蒸气有扩散过程,需等待一段时间待其平衡

2. 湿敏元件放入湿度源中,湿敏元件表面敏感膜吸附或者脱附水分子也需要时间

【湿敏膜变薄,阻值变化?】阻值变大

【湿滞回差】会找最大湿滞!

1. 单色X 射线衍射法晶体定向

【原理】:如果用一固定波长的X 射线(单色光) 入射到一块晶体上,使其在某晶面上发生衍射,则该位置(θ角)满足布拉格方程:2d sin θ=n λ,根据位置确定晶体取向。

1. θ1=θ-δ+α

θ2=θ-δ-α

2.

Θ1,θ2为测量的角,θ

14°12´

3. 内部晶面与外表面偏角:α=(θ1-θ2)/2

4. 基准平面与0位偏差:δ=(θ1+θ2)/2-θ

【步骤】:

1. 打开电源,定向仪低压预热10分,打开高压

2. 调整mA (2mA 以下),控制X 射线管电流

3. 调整计数器置于28°24´(衍射入射角14°12´),拧紧固定

4. 调整准动手轮15°(转盘),按‘复位’(红色按钮)

5. 将硅片放在样品台上(十字对准),打开吸泵开关

6. 打开挡板,红色开,绿色关

7. 转动手轮(右侧)使μA率表(右下角)偏转最大,记录显示角度(右下数字)寻找范围:12--16

8. 旋转180°,重复上步操作注意:取片时,要关闭挡板,放好时,要打开挡板!!!

【仪器】

2. 晶体缺陷观察【原理】:铬酸法腐蚀

4CrO3+3Si =3SiO2+2Cr2O3

SiO2+6HF =H2(SiF6)+2H2O

【配方】

1. 标准液:CrO350g ,去离子水100ml

2. 标准液:HF (40%)=1:1较快

【腐蚀】

a. 位错:15分15-20℃

b. 层错:硅外延片乙醇去油污,防止腐蚀不均匀

铬酸腐蚀

去离子水清洗

红外灯烘干【层错】三角形【位错】黑色坑

【位错腐蚀机理】

铬酸腐蚀硅外延片,发生化学反应,使晶体中原子失去周期性排列,破坏晶格完整性

3. 暗室技术

【步骤】:

1. 显影:【4分】18-20℃感光部溴化银遇显影液(对苯二酚)被还原为Ag, 颜色黑

2. 停显:【30秒】醋酸1防显影过度2中和显影液碱性,保持定影液酸性

3. 定影:【15分】16-24℃硫代硫酸钠溶解感光溴化银中未分解部分

4. 水冲:【50-60分】流水冲洗

【影响因素】

1. 显影:显影液PH

2. 定影:定影剂加速剂(氯化铵)中和剂(醋酸)保护剂(亚硫酸钠)坚膜剂(甲醛)

3. 时间,温度,搅拌情况

【显影机理】

感光部溴化银遇显影液(对苯二酚)被还原为Ag, 颜色黑,未感光部分Ag 不易被还原

【停显机理】

使用药品停止显影,一是防止显影过度,二是中和显影液碱性,保持定影液酸性

【定影操作】

胶片放置在定影液中,用手指肚轻轻反复擦洗胶卷内侧,再擦洗外侧

4. 傅里叶变换红外光谱法测量硅单晶碳氧含量

【红外吸收光谱产生原理】:1. 红外吸收光谱是由分子振动能级(沿化学键)的跃迁同时伴随转动能级(键角改变)的跃迁而产生的。(前提都有共价键才能有红外吸收,如NaCl 离子键不能被吸收)

2. 当一定频率的红外光照射时,如果分子某个基团的振动频率和它一样,二者会产生共振,光的能量通过分子偶极矩传递给分子,基团吸收该频率的红外光,产生振动能级跃迁,若频率不同,则不吸收。

3. 用连续变化频率的红外光照射试样,根据该试样对不同频率红外光吸收与否,使通过的红外光在一些波长范围内较弱,另一些范围内较强,形成红外吸收光谱,根据光谱吸收峰位置、形状推断未知结构

【实验原理】

硅中氧主要是填隙氧原子,硅中碳主要是替代式碳原子,硅氧键和硅碳键拉伸振动,在红外光通过硅样品时,在振动频率附近会形成氧和碳的吸收

【氧】1025、1107最强、517cm-1ppm =22.2*A/d(A :峰高/光强,d:硅片厚度)

【碳】605ppm =5.07*A/d

【会在光谱图中找到碳氧吸收峰】

【光谱图横纵坐标】横:波长倒数,纵:吸收光强

【为什么要用傅里叶变换?什么事傅里叶变换】

接收器接受的是干涉图样,需要进行傅里叶转换为透过率和吸光度。

【为什么需要上下移动动镜】

需要时两束光的光程差为半波长的整数倍,一束为反射光,一束为反射透射光。P16图

【为什么差谱系数小于1(0.99)】样本厚度0.187,参比样本厚度0.188,比值小于1

【光谱差减法】样本文件减去参比文件的方法。硅自身振动原子引起晶格吸收,与碳氧吸收峰会产生重叠,需减去。

【操作步骤】

1. 本底扫描:Measure --BKG (View )

2. 样品扫描:Measure --Sample

3. 参比样品扫描:Measure --Sample (00-1)

4. 差谱:

a. Manipulation 2--dataset (第一个)--

b. 选择样品--右键set as --Souse

c. 选择001--右键--set sa --Reference

d. Caculate --OK--

5.

6. Manipulation 1--Peaktable (倒数第二个)Caculate --ok

【为什么要用参比样本?】

硅中除化学键吸收红外光, Si 本身的晶格振动也存在吸收,会形成吸收峰,与硅碳键,硅氧键的吸收峰产生重叠,需要将晶格振动形成的吸收峰减去,所以需要参比样品。

5. SiO2薄膜溶胶凝胶制备【原理】:易水解金属化合物在某种溶剂中与水反应,经水解缩聚逐渐胶化,再干燥烧结制材料【溶胶】液体介质中固体颗粒分散体【凝胶】含有液相成分和内部网状结构的固体,液相和固相高度分散,颗粒与溶剂间强相互作用,至少有一部分溶剂被结合

【溶胶凝胶工艺分类】

1. 以金属盐溶液为原料的水基工艺,

2. 以金属醇盐为原料的醇基工艺

【影响TEOS 水解聚合因素】

1. 催化剂

2. 水和TEOS 浓度比

3. 反应温度

4. 密封情况

5. 溶剂的选择

【影响膜质量/粘度因素】TEOS 正硅酸乙酯

1. 水与TOES 摩尔比。比值越大,反应速度越快,粘度越大

2. 相同水量下,溶液浓度。浓度越大,粘度越大

3. 溶液PH 值。低PH 下,催化能力好,反映加剧,粘度上升快,酸度过高,易裂开

4. 反应温度。提高陈化温度,反应快,粘度上升快

【清洗衬底片】

1甲苯2丙酮3乙醇4去离子水,每次都是超声清洗

【磁力搅拌器用法】

1. 加热棒放在外边,与铁盘接触,此时温度

显示为实际加热温度

2. 搅拌子放入烧杯中间,烧杯放入铁盘中间

3. 打开转速开关,调整转子在烧杯中间

高温注意事项:

1. 加热棒位置,加热棒放在外边,与铁盘接触,此时温度显示为实际加热温度

2. 搅拌子在烧杯中间,均匀搅拌

3. 转速不要过大,防止飞溅

【匀胶机用法】

1. 打开电源,按吸片(一定要吸住,不然会飞片)

2. 打开转速

3. 低速时滴加

4. 盖上盖

【实验步骤】

1. 衬底清洗,甲丙乙水超

2. 溶液配制,1TEOS (26.75ml),无水乙醇(47.66ml )2水(23.5ml )HCl (0.3ml )

3. 溶胶形成, 密封搅拌50℃,1h

4. 薄膜涂覆, 匀胶机

【移液管的使用】

1调所取量,旋钮在顶端2注意吸取和放液方法3不可倒放!

1. SnO2(氧化锡)气敏材料制备【原理】:共沉淀法金属盐类水溶液中,适当控制反应条件,使沉淀剂与金属离子反应生成氧化物或难溶化合物,使溶质转为沉淀,经分离,干燥或热分解(氧化物)得到纳米颗粒。【实验原理】方程式很重要!要写沉淀符号!!1. 水解生生白色沉淀氢氧化氧锡:

SnCl4·5H2O+H2O =

2.

3. SnO(OH)2+Sn(OH)4+4HCl 4NH4Cl 酸性条件加热沉淀变Sn4+,遇氨水生白色沉淀:SnCl4·5H2O+4NH3H2O =沉淀加热分解:

Sn(OH)4=SnO2+2H2O

【步骤操作】

1称量3.5g

a. 打开开关,折纸放入

b. 按Tare 清零

c. 药品称量

2溶解+50ml水+少许盐酸

配制氨水,1:4(25ml )

3将氨水装入分液漏斗

4搅拌子放入烧杯,打开搅拌

5称量,轻的加去离子水

6离心分离,结束后将溶液倒掉

加去离子水,摇晃清洗

1材料种类

2溶液浓度

3搅拌转度

4氨水的滴速

5溶液PH ,加盐酸后

6烧结温度

【配制溶液】

1. 量筒的使用,读数规范,倒药品规范

2. 瓶盖摆放

3. 称完要混合搅拌,晃一晃,或者玻璃棒搅拌

【离心机】

2. 半导体气敏材料元件制作

【气敏元件】气体被元件半导体表面吸附使电导率变化,电导率的变化随气体成分,种类,浓度不同而异,并与工作温度有关,这样的元件,为气敏元件【流程】称量,研磨,浆料,涂布,烘干,烧结,焊接,封装,测试,老化,复测,成品【如何降低阻值和调节灵敏度?】1.ZnO :Sb2O3;MgO=100mg:1mg:1mg1. 主材料:ZnO

2. 降阻剂:Sb2O3(氧化锑ti ),降低阻值

3. 催化剂:MgO, 提高灵敏度

4. 掺杂剂:酸洗石棉,增加机械强度

【为什么Sb2O3可以降阻】

混合材料阻值很大,需要高价的化合物来降低阻值。

【电子天平的使用】同上【电烙铁清除杂质】简单操作

【为什么要研磨】方便变成浆料,涂布在衬底上

【烧结温度,烧结时间对元件有什么影响?】

1. 温度:温度过高或过低,降低灵敏度

2. 时间:在一定范围内,时间越长,灵敏度越高,达到临界值,趋于平稳

3. 气敏元件的特性测量

【原理】:气敏元件与被测气体接触,气体被半导体表面吸附使电导率变化,电导率的变化随气体成分,种类,浓度不同而异,并与工作温度有关

【N 型半导体】遇还原性气体(燃烧性气体) ,电阻率下降;遇氧化性气体,电阻率增大

【P 型半导体】遇还原性气体,电阻率增大;与氧化性气体,电阻率减小

【灵敏度公式】S=R0/RgR0元件在空气中阻值Rg 元件在1000ppm 待测气体稳定值

【响应时间】:放入气瓶到降低与稳定值差的90%的时间

【恢复时间】:离开气瓶到恢复与稳定值差的90%的时间

【操作】1ppm 为百万分之一,会配置气体!

1. 配制气体

抽空气体吸住,放进空气再抽出,注射气体

2. 调电流

3. 元件放入气瓶中,示数稳定读取

【影响气敏元件灵敏度因素】

1. 元件的基本材料

2. 掺入的杂质种类数量

3. 测试工作温度

4. 测试气体浓度

5. 测试气体种类

【影响响应恢复因素】

气体浓度,气体种类,加热电流,元件材料

【如何减小测量误差】

1. 配制气体时要清洗气瓶

2. 测量时,快速将元件放入气瓶,不要碰壁

3. 不同加热电流条件时,元件应放置空气中稳定再进行下一步

【认识仪器】了解各个功能键作用

4. 湿敏元件制作

【湿度】大气所含水蒸气的多少,有两种度量方法,绝对湿度和相对湿度

【绝对湿度】单位体积大气中多含水气的质量,Kg/cm3

【相对湿度】某一温度下,大气中水蒸气压与同温度下水的饱和蒸汽压的百分比,%RH

【湿敏元件】

【实验原理】

1. 具有强极性基的高分子材料吸湿性强。

2. 开始水分子优先吸附在极性基上,随吸附量及湿度的增大,集团化自由度增大,出现液体状态。3. 在低湿下,不能产生荷电粒子,材料电阻高,湿度增大,集团吸水成为导电通道

4. 电解质的正负离子成为载流子,吸附水自身电离出的质子H+,水和氢离子H3O+也参与导电,使感湿材料电导增加,电阻明显下降

【实验操作】

1. 高分子感湿材料:Bu (疏水):Qb(亲水)=7:3

2. 感湿膜:高分子材料:溶剂乙醇=0.1g :1ml

3. 衬底制作:800℃烧结

4. 涂感湿膜:膜厚电阻小,并联

5. 保护液:乙基纤维素:乙酸乙酯=0.1g:4ml6. 涂保护液:红外烘干

【影响湿敏元件性能因素?】薄膜厚度

5. 湿敏元件性能测试【饱和盐溶液相对湿度表】以相对湿度固定点的形式产生湿度标准

【饱和溶液】溶解速度与结晶速度相等【恒湿溶液】特定盐的饱和溶液,该饱和溶液在特定的温度和压力下,保持三相热力学平衡

【饱和盐溶液标准相对湿度使用条件】

1.

溶液上方水蒸气和混合物的总压接近标准大气压101325Pa

2. 固液气三相热力学平衡

3. 溶液处于当前温度下

【操作】:

1打开电源

开路调零:Menu---F1--OPEN SET--OK

3短路调零:对接,F2--SHORT SET--OK

4接入湿敏元件

元件放入瓶中,不碰壁,不接触溶液,快速放入

1. 空气中水蒸气浓度与湿度源中水蒸气浓度不同,向湿度源放入湿敏元件时,湿敏源中水蒸气和空气中水蒸气有扩散过程,需等待一段时间待其平衡

2. 湿敏元件放入湿度源中,湿敏元件表面敏感膜吸附或者脱附水分子也需要时间

【湿敏膜变薄,阻值变化?】阻值变大

【湿滞回差】会找最大湿滞!


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