برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

بکارگیری پودر شیشه متخلخل  Glass Frit در ساخت سنسور گاز

با توجه به اینکه دمای کاری Operating Work یک سنسور گاز معمولاً بین 200 تا 400 درجه سانتیگراد قرار می گیرد و افزون بر آن شرایط محیطی و فعل و انفعالات صورت گرفته در سطح لایه فعال سنسور گاز Active Layer باعث میشود تا این لایه بیشتر در معرض صدمه و جدا شدن از بستر قرار گیرد.

هنگام درست کردن چسب اکسید فلز، موادی را تحت عنوان "اُرگانیک" به پودر اکسید فلز اضافه میکردیم تا در پروسه چاپ، لایه حساس به گاز یا لایه اکتیو به سطح بستر و روی الکترودها کاملاً بچسبد. این مواد سپس در مرحله خشک کردن Drying و فایرینگ Firing کاملاً از بین میرفتند. بنابراین برای استحکام بیشتر لایه اکتیو سنسور نیاز به چسبی داریم که دائمی باشد.

شکل یک - ترکیبات گلس فریت کاربردهای متنوعی برای چسبندگی در صنایع دارند

پودر شیشه متخلخل یا Glass Frit از دیر باز برای چسباندن لایه های مختلف اجسام به یکدیگر استفاده می شده است. این پودر که شامل ترکیباتی نظیر اکسیدهای سرب، سیلیکون، برون، آلومینیوم، ایتریوم، مس، بیسموت و حتی روی است؛ با نسبتهای متفاوت با پودر اکسید فلز لایه اکتیو (بعنوان مثال اکسید قلع یا تنگستن) ترکیب و در مرحله فایرینگ (معمولاً دمای 500 تا 600 درجه سانتیگراد) بصورت چسبی محکم، لایه اکتیو را به بستر می چسباند. بنابراین بکارگیری پودر شیشه برای داشتن چسبندگی قابل قبول از ملزومات سنسورهای گاز است.

اما در کنار این کاربری، مشکلاتی که در نتیجه افزودن پودر شیشه بوجود می آیند شامل تغییر در حساسیت لایه فیلم (بدلیل چسباندن ذرات لایه فعال بهمدیگر و تشکیل لایه ای کامپکت روی بستر)، تغییر در مشخصه رسانایی و افزایش دمای کار قطعه (در نتیجه نیاز به توان بالاتر) و ... می باشند.

از طرفی در مواردی نظیر آشکارسازی گاز NO افزودن ترکیبی شامل اکسید بیسموت بعنوان پودر شیشه متخلخل میتواند به حساسیت بیشتر سنسور منجر شود (این بدلیل خاصیت کاتالیستی بسیموت نسبت به گاز NO است).

 

شکل دو - سطح لایه فعال بدون (راست) و با (چپ) افزودن گلس فریت. پودر شیشه اضافه شده معمولاً کمتر از دو درصد نسبت به پودر اکسید فلز است. در تصویر سمت چپ این میزان به ده درصد افزایش یافته و منجر به کاهش قابل ملاحظه سطح دسترسی بلورهای اکسید فلز در تماس با گاز هدف شده است.

ترکیبات رایج و تقریباً تجاری پودر گِلَس فِریت Glass Frit بصورت زیر ارائه میشوند. خوانندگان محترم باید توجه داشته باشند که نوع و میزان این ترکیبات با توجه به نوع گاز هدف و همچنین ماده لایه فعال ممکن است تغییر کند. لذا در ساخت ترکیب مورد نظر باید نهایت دقت را صورت دهید:

ترکیب اول: اکسید بیسموت (60 تا 85 درصد) اکسید برون (3 تا 10درصد)، اکسید سلیکون (2 تا 15 درصد)، اکسید آلومینیوم (3 تا 7 درصد) و اکسید روی یا اکسید سرب (1 تا 15درصد). یک ترکیب بهینه پودر شیشه برای سنسور SnO2 گازمتان بصورت زیر ارائه شده است:

Bi2O3 (70%), SiO2 8%, ZnO or PbO 10%

B2O3 (7%), Al2O3 5%

ترکیب دوم: شامل اکسید سرب(57.3)، اکسید سلیکون(34.5)، اکسید آلومینیوم و اکسید برون (هر کدام 3.5) و اکسید ایتریوم (1.2).

ترکیب سوم : در این ترکیب از SiO2 به میزان 70%، CaO به میزان 23، اکسید آلومینیوم 3، اکسید منیزیوم 2، نسبت مساوی از دو اکسید Na2O و K2O (سدیم و پتاسیم) به میزان 1.7، و Fe2O3 به میزان 0.3 درصد استفاده شده است.

توجه شود برای آماده سازی ترکیباتی از گلس فریت که شامل اکسیدهای آهن و سدیم هستند گاهی نیاز به کلسینه کردن  Calcination پودر شیشه لازم می نماید.

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :