三氧化钨纳米线气敏传感器

三氧化钨是诸多金属氧化物中的一种过渡金属氧化物,属于n型半导体,其用途十分广泛。作为半导体气敏传感器,三氧化钨已被认为是检测NO x、SOx、NH3、H2S等最有前景的新型氧化物气敏材料之一。自从1991年碳纳米管被发现以来,一维纳米材料所呈现的更加新颖的电、磁、光、热等物理和化学特性越来越受到关注,展现出其应用价值和广阔的应用前景。而三氧化钨纳米线比传统的氧化钨材料具有更大的比表面积,其在气敏传感器、电致发光、光致发光、电导电极及光催化等方面均具有广泛的应用前景。另外,三氧化钨纳米线还具有更高的表面活性和更强的吸附能力,加快与气体的反应,从而大大提高了灵敏度并进一步降低了传感器的工作温度。

纳米线气敏传感器
 
三氧化钨纳米线气体传感器的制备步骤如下:
1. 以钨酸钠为原料通过水热法制备三氧化钨纳米线;
2. 以氧化钨纳米线为主体材料,配合粘合剂——乙基纤维素和松油醇,并添加适量的玻璃料以增强敏感材料和氧化铝基板之间的粘附力,以上材料按比例混合、搅拌均匀,得到气敏材料浆料;
3. 烧结气敏元件过程:将上述料浆印刷在被有银电极和引线的氧化铝基板上,置于80°C的空气中充分干燥,转入300〜450°C的箱式炉中烧结1〜2小时,制得三氧化钨纳米线气敏传感器元件;
4. 元件老化过程:将气敏元件在300°C老化120小时,最终得到氧化钨纳米线气敏传感器。
 
实验表明个,这种氧化钨纳米线气敏传感器对低浓度(l〜100ppm)氢气、 CO和氨气都具有很高的灵敏度、优良的重复性和很好的稳定性等优点。
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硬质合金喷嘴分类

硬质合金喷嘴是由硬质相碳化钨以及粘结相钴组成的一种通过封闭的腔或管道,控制物体进出方向或特殊气体流动,同时增加速度的设备。其硬度能达到90HRA,抗弯强度可以达到2300N/mm,还具有优良的耐磨耐蚀性,在众多喷嘴材料中性价比是最高的。如今在许多喷砂和喷丸设备中已广泛采用硬质合金喷嘴,它能够有效保证相关产品在最佳的气氛和磨料中长时间的使用。

硬质合金喷嘴的种类也有许多,根据喷嘴孔的形状(气流模式),有直孔、丘孔以及限制孔之分。其中以直孔型最为常见,它是以气流现场或内部气流工作形成一个密封型的气流模式,常被运用于一些较为简单、小型清洗工作,如零件的清洗与焊接成型、清洗楼台,扶手,台阶,石雕等等。除此之外,直孔型喷嘴还包括了空心锥喷嘴,实心锥喷嘴,方形喷嘴,矩形喷嘴,椭圆形喷嘴,扇形喷嘴,柱流(直流)喷嘴,二流体喷嘴,多流体喷嘴等等。丘孔喷嘴类能形成一个相对充分的气流模式,对于一个给定的压力增加研磨速度高达100%,长丘式的喷嘴相比直孔喷嘴在磨料消耗少40%的情况下可增加40%的生产效率。文丘里喷嘴是气流较大表面提高生产效率的最佳选择。广喉喷嘴,也可以称为广角喷嘴,还可以细分为广角大液滴与小液滴喷嘴。它设有一个大的出口和一个大的分歧出孔,在与同样大小的软管匹配时,它的生产效率能比普通小喉型喷嘴提高近15%。此外,根据分类方法的不同,硬质合金喷嘴还有很多不同种类,比如按照应用的行业可分为石化喷嘴,农业喷嘴,纺织喷嘴,造纸喷嘴,印刷喷嘴,环保(脱硫、脱硝、脱氮、除尘等)喷嘴,喷涂喷嘴,钢铁冶金喷嘴,电子喷嘴,食品喷嘴。

硬质合金喷嘴

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钨加热子国家标准——寿命试验条件

钨加热子氧化是指钨丝会与空气中的氧气发生反应,有可能会导致断裂,从而缩短其使用寿命。钨具有高熔点、高电阻、高强度、低蒸发压力,适合制热元件。将膜材料(铝、铬、铟等)在真空电镀机、高真空、加热元件(钨加热器)下会蒸发,使得膜变成闪亮美丽的膜。

一般来说,该钨制品的使用寿命是多于300次的,但是如果操作不当,还没到这个次数,加热子就会变色发黄,然后在加热子中部就会产生不规则的裂缝从而无法正常进行蒸铝的过程。掌握好钨绞丝加热子的使用寿命可以大大降低工厂生产成本,还能一定程度上保证后续蒸镀质量。

根据中华人民共和国SJT 11063-1996的国家标准,钨绞丝加热子使用寿命试验条件按照试验设备的不同分为3种。

一:试验设备为日本大亚真空技术研究株式会社制造,编号379493的试验条件为:

1.真空度:1.33×10-2Pa;
2.电流:60~100A;
3.电压:预热3.5~5.0V,蒸发5.5~8.0V;
4.蒸发时间:预热18~21s,蒸发16~25s;
5.插铝量:100~120mg;
6.铝丝纯度:99.99%。

二:试验设备为DMW-1350型旋转式真空镀膜机的实验条件:

1.真空度:1.33×10-2Pa;
2.电流:90A;
3.电压: 8.0V;
4.蒸发时间:1~1.5min;
5.插铝量:0.4~0.7g;
6.铝丝纯度:99.45%~99.99%。

三:试验设备为DM-670F型真空镀膜机的实验条件:

1.真空度:≥6.65×10-2Pa;
2.蒸发电流:0.6~0.9kA;
3.蒸发电压:120~170V;
4.蒸发时间:1min;
5.插铝量:0.3~0.4g;
6.铝丝纯度: 99.99%。

钨加热子

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硬质合金球齿—洛氏硬度检测

目前使用较为广泛的几种普通压痕硬度试验包括洛氏硬度、布氏硬度(HB)、维氏硬度(HV)、显微维氏硬度等等。布氏硬度(HB)与洛氏硬度最大的区别在于它的测试压头为钢球,而洛氏硬度计采用的测试头为金刚石。所以HB测试标准一般用于材料较软的时候,如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁;维氏硬度则适用于较大工件、较深表面层以及薄层工件的硬度测定;而洛氏硬度被广泛运用于硬质合金球齿的硬度检测。洛氏硬度是没有单位的,它是一个无纲量的力学性能指针,其最常见的硬度标尺有A、B、C三种,通常记作HRA、HRB、HRC。而硬质合金球齿的硬度检测方法采用的就是洛氏硬度中的HRA。HRA,即Rockwell Hardness A,它采用的初始压力为98.07N(合10kgf),使用的是顶角120°金刚石球锥菱形压头或直径为1.59、3.18mm的钢球,然后加压至588.4N(合60kgf),最后根据压痕深度计算硬度值。HRA的测量范围是20-88HRA,它们之间的换算关系为:27HRA≈30HRB,60HRA≈100HRB≈20HRC,85.6HRA≈68HRC。

虽然该检测标准测试范围涵盖了从软钢(HRB)、硬钢(HRC)到硬质合金的硬度范围,但是在实际操作中HRA标尺很少用于测试软钢,主要还是用于测试薄硬钢板、深层渗碳钢和硬质合金。在测量的过程中,通常不取第一个值,而是取后三次检测的平均值。每次测量的点位置距离应在5mm以上,误差一般在0.3HRA以内,超出0.3HRA则以区间的形式表示。随着原料的不断细晶化以及生产工艺的不断优化,有些硬质合金材料已经达到了93-94HRA,超出了20-88HRA的测量范围,工程上超出HRA最高的测量范围已成为惯例。此外,HRA标尺可以在无法辨别试样为软钢或硬钢时用来测试,若硬度值小于60HRB可改用HRB标尺,若硬度值大于60HRA可改用HRC标尺。

硬质合金球齿

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WO3基臭氧气敏传感器

臭氧(O3)又称为超氧,是氧气(O2)的同素异形体,在常温下,它是一种有特殊臭味的淡蓝色气体。臭氧具有青草的味道,吸入过量对人体健康有一定危害。由于臭氧具有非常强的氧化性,它在消毒杀菌等方面发挥良好的作用,如家用臭氧消毒柜,空气除味与杀菌等。然而,也正是臭氧的强氧化性,它也同时具有毒性和腐蚀性,会刺激和损害眼睛、呼吸系统等黏膜组织。

三氧化钨和O3气敏传感器
 
近年来随着空气污染日益受到关注,臭氧污染也逐渐为人们所知。臭氧污染具有很大的迷惑性,因为它往往在风和日丽天空晴朗时发生,人们置身于其中,却根本意识不到,还以为空气特好。我国对臭氧浓度上限值做了规定,具体为:一级120μg/m3;二级160μg/m3;三级200μg/m3;而当空气中的臭氧浓度超过205μg/m3时,会对人体产生严重危害。另外,臭氧污染也会造成植物叶片坏死、脱落、长漂白斑、生长受抑制,从而造成农作物减产;臭氧还会造成材料褪色、照片褪光,轮胎老化等,而引起经济损失。因而,在特定环境中,对于臭氧含量的检测是非常有必要的,对臭氧气敏传感器的研究显得尤为重要。
 
研究发现,WO3对臭氧具有良好的气敏性能,Cantalini等通过溶胶-凝胶法、真空热蒸发和溅射沉积技术制备了WO3薄膜气敏传感器,实验发现,该种薄膜在工作温度为200~400°C时可以检测21.4~342.4μg/m3的臭氧,具有良好的信号再现性。Bendahan等在不同氧含量(18%~65%)的环境下,采用反应磁控溅射技术制备WO3薄膜,并发现该种气敏传感器在150°C下对臭氧有很好的响应性,并且,跟其它臭氧传感器相比,具有更短的响应-恢复时间。
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