[发明专利]用于甲烷气体检测的催化式气敏传感器的制作方法

说明书

本发明用于甲烷气体检测的催化式气敏传感器的制作方法，涉及借助于测定材料的化学性质来测试材料，该方法是一种采用丝网印刷工艺技术制备催化敏感元件的方法，步骤是：将制备的催化敏感材料浆体采用丝网印刷工艺印刷于由铂金加热层和陶瓷衬底构成陶瓷片平面电极上制作得催化敏感元件；另外采用丝网印刷工艺将Al₂O₃粉末浆体印刷于陶瓷片平面电极上制作得参比白元件；将催化敏感元件和参比白元件进行高温活化处理；之后将催化敏感元件和参比白元组装成用于甲烷气体检测的催化式气敏传感器。本发明克服了现有技术的催化敏感元件的制作方法仍存在自动化程度低和制作成本高，所制得的用于检测甲烷气体的催化式气敏传感器的性能不稳定的缺陷。

技术领域

本发明的技术方案涉及借助于测定材料的化学性质来测试材料，具体地说是用于甲烷气体检测的催化式气敏传感器的制作方法。

背景技术

随着我国能源结构的调整和优化，天然气作为一种清洁能源在工业生产中的比例不断提高，同时居民天然气用户和用量也在逐年增加。但是天然气主要成分中的甲烷(CH₄)的扩散系数大、无色无味、易燃和易爆的性质，会给日常的生产生活带来危险。近些年天然气泄漏事故频发，造成了重大人员伤亡和经济损失。因此，甲烷气体的泄漏检测及报警装置是工业生产和居民生活安全使用天然气时所必须具备的。

甲烷气体检测的催化式气敏传感是利用甲烷气体的催化燃烧释放热量的特性，通过测量加热元件铂金线圈的电阻变化，实现甲烷气体的检测。该类型传感器对甲烷气体有较强的灵敏度和较高选择性，同时即使在较高的水汽环境下也能维持优良的甲烷气敏特性。因此，甲烷气体检测的催化式气敏传感是目前最为常用的甲烷气体检测传感器件，在工业生产和居民生活中发挥着重要作用。

用于甲烷气体检测的催化式气敏传感的催化敏感元件的加工制早期是手工绕制加热铂金线圈并手工涂覆传感材料，现有技术则采用硅半导体工艺自动喷涂敏感材料的制作方法。针对催化敏感元件的制作工艺技术，尽管国内外研究人员在湿涂法、微滴法和喷涂法等制作方法方面做了大量的研究工作，但由于采用铂金线圈和微型硅基板的限制，现有技术的催化敏感元件的制作方法仍存在自动化程度低和制作成本高，由其制得的用于检测甲烷气体的催化式气敏传感器的性能不稳定的缺陷。因此，目前亟待开发出制得的用于检测甲烷气体的催化式气敏传感器的性能稳定、制作成本低和自动化程度高的催化敏感元件的制作方法，以提高用于检测甲烷气体的催化式气敏传感器的性能，提升制作方法的自动化程度并降低生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供用于甲烷气体检测的催化式气敏传感器的制作方法，是一种采用丝网印刷工艺技术制备催化敏感元件的方法，克服了现有技术的催化敏感元件的制作方法仍存在自动化程度低和制作成本高，所制得的用于检测甲烷气体的催化式气敏传感器的性能不稳定的缺陷。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：用于甲烷气体检测的催化式气敏传感器的制作方法，是一种采用丝网印刷工艺技术制备催化敏感元件的方法，具体步骤如下：

第一步，制作陶瓷平面电极：

称取所需铂金浆料，按铂金浆料与松油醇的重量比为1:10，加入松油醇至铂金浆料中，反复搅拌至均匀状态，然后将加有松油醇的铂金浆料涂覆于印有电极图案的网版上，再将网版上的涂覆有加有松油醇的铂金浆料的电极图案印刷于氧化铝陶瓷基片上，并在干燥箱中150℃烘干2小时，进一步将该氧化铝陶瓷基片置于马弗炉中空气条件下于900℃烧结2小时，由此制得由铂金加热层和陶瓷衬底构成的陶瓷片平面电极，供下面步骤的丝网印刷催化敏感元件使用；

第二步，制备催化敏感材料浆体：