JPH0444691B2 - - Google Patents
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- JPH0444691B2 JPH0444691B2 JP57209687A JP20968782A JPH0444691B2 JP H0444691 B2 JPH0444691 B2 JP H0444691B2 JP 57209687 A JP57209687 A JP 57209687A JP 20968782 A JP20968782 A JP 20968782A JP H0444691 B2 JPH0444691 B2 JP H0444691B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
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Description
〔発明の技術分野〕
本発明はガス検出素子の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、主に大気中の還元性ガスの検出には
SnO2，Zno，Fe2O3などのｎ型半導体に属する金
属酸化物半導体を主構成部材とするガス検知素子
が用いられている。こうしたガス検知素子の金属
酸化物半導体は還元性ガスが接触すると、正イオ
ン吸着がなされるため、その電気伝導度が増大
し、抵抗値が低下する。また、酸化性ガスが接触
すると、負イオン吸着がなされるため、逆に金属
酸化物半導体の電気伝導度が低下し、抵抗値は増
大する。しかしながら、一般的には金属酸化物半
導体のみでは感度が低く、ガス検知素子として必
ずしも充分満足するものではなかつた。 このようなことから、最近、金属酸化物半導体
にPt，Pd等の貴金属触媒を添加したり、該半導
体以上に貴金属をAl2O3等の担体で担持した触媒
層を被覆したりすることによつて、感度の向上化
を図ることが試みられている。しかしながら、こ
れらのガス検知素子は耐湿性の点で問題があつ
た。特に、90％以上の高湿中においては、低抵抗
化現象が生じたり、或いは長期間高湿中に曝すと
ガス感度特性が著しく劣化したりする場合があ
る。高湿度下での使用において問題があつた。 〔発明の目的〕 本発明は高感度性はもとより、耐湿性の優れた
ガス検知素子を提供することを目的とするもので
ある。 〔発明の概要〕 本発明は一対の対向電極及びヒータを設けた絶
縁基板又は絶縁管上に金属酸化物半導体からなる
ガス感応体を設け、この表面にPt，Pd，Rh，Ir，
Ruから選ばれた少なくとも１種以上の貴金属を
含むAl2O3，SiO2，ZrO2から選ばれた少なくとも
１種以上の絶縁材料からなる第１触媒層を設け、
更にこの第１触媒層上にAgを含む同絶縁材料か
らなる第２触媒層を設けることによつて、前記第
１触媒層によりガス感度が向上され、かつ前記第
２触媒層中のAgによる水分との反応により、水
分がその下の第１触媒層に拡散するのを阻止し、
ひいては高感度性を保持しつつ耐湿性の向上化が
なされたガス検知素子を得ることを骨子とする。 上記第１触媒中の貴金属の含有量は0.05〜40wt
％の範囲にすることが望ましい。この理由は貴金
属の含有量が0.05wt％未満にすると、十分な感度
向上が期待できず、かといつてその含有量が40wt
％を越えると、素子の感度向上に寄与しないう
え、初期の経時変化が大きくなる。 上記第２触媒中のAg含有量は0.05〜20wt％にす
ることが望ましい。この理由はAgの含有量を
0.05wt％未満にすると、耐湿効果が十分達成され
ず、かといつてその量が20wt％を越えると、添加
効果が現れず、むしろガス感度が減少する。 また、上記ガス感応体の厚さは0.2μm〜1μm、
各触媒層の厚さは10〜50μm程度にすることが望
ましい。 〔発明の実施例〕 次に、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 実施例 １ まず、オクチル酸スズを所定量秤量し、ｎ−ブ
タノールに溶解して10wt％のオクチル酸スズ溶液
を調製した。つづいて、この溶液を第１図に示す
如く一対の対向電極１1，１2を形成した絶縁管２
の外周面に塗布し、空気中で約30分間乾燥した
後、約120℃で30分間乾燥してｎ−ブタノールを
蒸発させた。ひきつづき、400〜700℃で30分間焼
成してSnO2薄膜からなる厚さ0.5μmの筒状ガス
感応体３を作製した。この場合、急熱急冷が好ま
しい。また、膜厚を制御するためには塗布、焼成
の工程を１〜４回繰り返すことが望ましい。 次いで、塩化白金酸水溶液にAl2O3粉末を所定
量加えて充分に混合した後、１〜２時間減圧乾燥
し、更に約100℃で充分に乾燥した。つづいて、
この乾燥物を粉体化し、石英ルツボ等を用いて
400〜800℃で焼成してPtを1wt％含む触媒を調製
した。ひきつづき、この触媒を前記ガス感応体３
の外周面に塗布し、約300〜400℃で焼成して厚さ
20μmの筒状第１触媒層４を作製した。 次いで、硝酸銀水溶液にAl2O3粉末を所定量加
えて充分混合した後、上記触媒と同様な手順によ
りAgを10wt％含む触媒を調製した。つづいて、
この触媒を前記第１触媒層４に塗布した後、約
300〜400℃で焼成して厚さ30μmの筒状第２触媒
層５を作製して素子本体６を造つた（同第１図図
示）。 次いで、６本の端子７…が貫通支持された絶縁
板８上に第１図図示の素子本体６を載置し、該本
体６の絶縁管２内にヒータコイル９を挿通させ、
該コイル９の両端を前記端子７…のうちの２本に
夫々接続した。つづいて、前記素子本体６の一対
の対向電極１1，１2に夫々２本のリード線１０…
を接続し、それらの他端を残りの端子７…に接続
してガス検知素子を組立てた（第２図図示）。 実施例 ２〜12 第１触媒層としてPd，Rh，Ir，Pt−Pd，Pd−
Rh，Ir−Pt，Pt−Pd−Rh，Pd−Rh−Ir，Ir−
Pt−Pd，Pt−Pd−Rh−Irを夫々1wt％含むAl2O3
からなるものを用いた以外、実施例１と同様な工
程により11種のガス検知素子を組立てた。 しかして、前記実施例１〜12のガス検知素子に
ついてCOガス200ppm中での初期抵抗値及び40
℃，90％RHの同COガス中で1000時間放置後の
抵抗値を調べた。その結果を下記第１表に示す。
なお、参照例として第１触媒層のみからなるガス
検知素子の初期抵抗値及び40℃，90％RH中で
1000時間放置後の抵抗値を下記第１表に併記し
た。
SnO2，Zno，Fe2O3などのｎ型半導体に属する金
属酸化物半導体を主構成部材とするガス検知素子
が用いられている。こうしたガス検知素子の金属
酸化物半導体は還元性ガスが接触すると、正イオ
ン吸着がなされるため、その電気伝導度が増大
し、抵抗値が低下する。また、酸化性ガスが接触
すると、負イオン吸着がなされるため、逆に金属
酸化物半導体の電気伝導度が低下し、抵抗値は増
大する。しかしながら、一般的には金属酸化物半
導体のみでは感度が低く、ガス検知素子として必
ずしも充分満足するものではなかつた。 このようなことから、最近、金属酸化物半導体
にPt，Pd等の貴金属触媒を添加したり、該半導
体以上に貴金属をAl2O3等の担体で担持した触媒
層を被覆したりすることによつて、感度の向上化
を図ることが試みられている。しかしながら、こ
れらのガス検知素子は耐湿性の点で問題があつ
た。特に、90％以上の高湿中においては、低抵抗
化現象が生じたり、或いは長期間高湿中に曝すと
ガス感度特性が著しく劣化したりする場合があ
る。高湿度下での使用において問題があつた。 〔発明の目的〕 本発明は高感度性はもとより、耐湿性の優れた
ガス検知素子を提供することを目的とするもので
ある。 〔発明の概要〕 本発明は一対の対向電極及びヒータを設けた絶
縁基板又は絶縁管上に金属酸化物半導体からなる
ガス感応体を設け、この表面にPt，Pd，Rh，Ir，
Ruから選ばれた少なくとも１種以上の貴金属を
含むAl2O3，SiO2，ZrO2から選ばれた少なくとも
１種以上の絶縁材料からなる第１触媒層を設け、
更にこの第１触媒層上にAgを含む同絶縁材料か
らなる第２触媒層を設けることによつて、前記第
１触媒層によりガス感度が向上され、かつ前記第
２触媒層中のAgによる水分との反応により、水
分がその下の第１触媒層に拡散するのを阻止し、
ひいては高感度性を保持しつつ耐湿性の向上化が
なされたガス検知素子を得ることを骨子とする。 上記第１触媒中の貴金属の含有量は0.05〜40wt
％の範囲にすることが望ましい。この理由は貴金
属の含有量が0.05wt％未満にすると、十分な感度
向上が期待できず、かといつてその含有量が40wt
％を越えると、素子の感度向上に寄与しないう
え、初期の経時変化が大きくなる。 上記第２触媒中のAg含有量は0.05〜20wt％にす
ることが望ましい。この理由はAgの含有量を
0.05wt％未満にすると、耐湿効果が十分達成され
ず、かといつてその量が20wt％を越えると、添加
効果が現れず、むしろガス感度が減少する。 また、上記ガス感応体の厚さは0.2μm〜1μm、
各触媒層の厚さは10〜50μm程度にすることが望
ましい。 〔発明の実施例〕 次に、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 実施例 １ まず、オクチル酸スズを所定量秤量し、ｎ−ブ
タノールに溶解して10wt％のオクチル酸スズ溶液
を調製した。つづいて、この溶液を第１図に示す
如く一対の対向電極１1，１2を形成した絶縁管２
の外周面に塗布し、空気中で約30分間乾燥した
後、約120℃で30分間乾燥してｎ−ブタノールを
蒸発させた。ひきつづき、400〜700℃で30分間焼
成してSnO2薄膜からなる厚さ0.5μmの筒状ガス
感応体３を作製した。この場合、急熱急冷が好ま
しい。また、膜厚を制御するためには塗布、焼成
の工程を１〜４回繰り返すことが望ましい。 次いで、塩化白金酸水溶液にAl2O3粉末を所定
量加えて充分に混合した後、１〜２時間減圧乾燥
し、更に約100℃で充分に乾燥した。つづいて、
この乾燥物を粉体化し、石英ルツボ等を用いて
400〜800℃で焼成してPtを1wt％含む触媒を調製
した。ひきつづき、この触媒を前記ガス感応体３
の外周面に塗布し、約300〜400℃で焼成して厚さ
20μmの筒状第１触媒層４を作製した。 次いで、硝酸銀水溶液にAl2O3粉末を所定量加
えて充分混合した後、上記触媒と同様な手順によ
りAgを10wt％含む触媒を調製した。つづいて、
この触媒を前記第１触媒層４に塗布した後、約
300〜400℃で焼成して厚さ30μmの筒状第２触媒
層５を作製して素子本体６を造つた（同第１図図
示）。 次いで、６本の端子７…が貫通支持された絶縁
板８上に第１図図示の素子本体６を載置し、該本
体６の絶縁管２内にヒータコイル９を挿通させ、
該コイル９の両端を前記端子７…のうちの２本に
夫々接続した。つづいて、前記素子本体６の一対
の対向電極１1，１2に夫々２本のリード線１０…
を接続し、それらの他端を残りの端子７…に接続
してガス検知素子を組立てた（第２図図示）。 実施例 ２〜12 第１触媒層としてPd，Rh，Ir，Pt−Pd，Pd−
Rh，Ir−Pt，Pt−Pd−Rh，Pd−Rh−Ir，Ir−
Pt−Pd，Pt−Pd−Rh−Irを夫々1wt％含むAl2O3
からなるものを用いた以外、実施例１と同様な工
程により11種のガス検知素子を組立てた。 しかして、前記実施例１〜12のガス検知素子に
ついてCOガス200ppm中での初期抵抗値及び40
℃，90％RHの同COガス中で1000時間放置後の
抵抗値を調べた。その結果を下記第１表に示す。
なお、参照例として第１触媒層のみからなるガス
検知素子の初期抵抗値及び40℃，90％RH中で
1000時間放置後の抵抗値を下記第１表に併記し
た。
【表】
【表】
上記第１表から明らかな如く、本発明のガス検
知素子は高湿下で長期間放置後においても初期抵
抗値とほとんど変わらず、優れた耐湿性を有する
ことがわかる。 実施例 13〜24 実施例１と同様なガス感応体を一対の電極を有
する7L×4W×0.3tmmのAl2O3基板上に設け、この
ガス感応体上に実施例１〜12と同組成の第１触媒
層をスパツタ法により形成し、更に第１触媒層上
にAgを1wt％含むAl2O3からなる第２触媒層をス
パツタ法により設け、更に前記Al2O2基板の裏面
にヒータを形成して12種のガス検知素子を組立て
た。 しかして、前期実施例13〜24のガス検知素子に
ついてCOガス200ppm中での初期抵抗値及び40
℃，90％RHの同COガス中で1000時間放置後の
抵抗値を調べた。その結果を下記第２表に示す。
なお、参照例として実施例13〜24の第１触媒層の
みをスパツタ法により形成したガス検知素子を同
第２表に併記した。
知素子は高湿下で長期間放置後においても初期抵
抗値とほとんど変わらず、優れた耐湿性を有する
ことがわかる。 実施例 13〜24 実施例１と同様なガス感応体を一対の電極を有
する7L×4W×0.3tmmのAl2O3基板上に設け、この
ガス感応体上に実施例１〜12と同組成の第１触媒
層をスパツタ法により形成し、更に第１触媒層上
にAgを1wt％含むAl2O3からなる第２触媒層をス
パツタ法により設け、更に前記Al2O2基板の裏面
にヒータを形成して12種のガス検知素子を組立て
た。 しかして、前期実施例13〜24のガス検知素子に
ついてCOガス200ppm中での初期抵抗値及び40
℃，90％RHの同COガス中で1000時間放置後の
抵抗値を調べた。その結果を下記第２表に示す。
なお、参照例として実施例13〜24の第１触媒層の
みをスパツタ法により形成したガス検知素子を同
第２表に併記した。
【表】
以上詳述した如く、本発明によれば高感度性と
耐湿性とを備えた長期間安定したガス検出を行な
うことができるガス検知素子を提供できる。
耐湿性とを備えた長期間安定したガス検出を行な
うことができるガス検知素子を提供できる。
第１図はガス検知素子に用いられる素子本体を
示す断面図、第２図は本発明の一実施例を示すガ
ス検知素子の斜視図である。 １1，１2……対向電極、２……絶縁管、３……
ガス感応体、４……第１触媒層、５……第２触媒
層、６……素子本体、８……絶縁板、９……ヒー
タコイル。
示す断面図、第２図は本発明の一実施例を示すガ
ス検知素子の斜視図である。 １1，１2……対向電極、２……絶縁管、３……
ガス感応体、４……第１触媒層、５……第２触媒
層、６……素子本体、８……絶縁板、９……ヒー
タコイル。
Claims (1)
- １ 絶縁基板上にガスに接触して抵抗値が変化す
る金属酸化物半導体からなるガス感応体、該ガス
感応体の抵抗を検出するための一対の電極、及び
該ガス感応体を主に加熱するヒータを設け、かつ
前記ガス感応体上に触媒層を設けた構造のガス検
出素子においてPt，Pd，Rh，Ir，Ruから選ばれ
た少なくとも１種以上の貴金属を含むAl2O3，
SiO2，ZrO2から選ばれた少なくとも１種以上の
絶縁材料からなる第１触媒層を前記ガス感応体上
に設け、更に該第１触媒層上にAgを含むAl2O3，
SiO2，ZrO2から選ばれた少なくとも１種以上の
絶縁材料からなる第２触媒層を設けたことを特徴
とするガス検知素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20968782A JPS5999343A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | ガス検知素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20968782A JPS5999343A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | ガス検知素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999343A JPS5999343A (ja) | 1984-06-08 |
| JPH0444691B2 true JPH0444691B2 (ja) | 1992-07-22 |
Family
ID=16576957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20968782A Granted JPS5999343A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | ガス検知素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5999343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6965262B2 (en) | 1999-10-19 | 2005-11-15 | Rambus Inc. | Method and apparatus for receiving high speed signals with low latency |
| US7093145B2 (en) | 1999-10-19 | 2006-08-15 | Rambus Inc. | Method and apparatus for calibrating a multi-level current mode driver having a plurality of source calibration signals |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2980290B2 (ja) * | 1991-03-08 | 1999-11-22 | フィガロ技研株式会社 | ガス検出方法及びそれに用いるガスセンサ |
| JP3091776B2 (ja) * | 1991-08-07 | 2000-09-25 | 大阪瓦斯株式会社 | ガスセンサ |
| JPH09269306A (ja) * | 1996-04-02 | 1997-10-14 | New Cosmos Electric Corp | 熱線型半導体式ガス検知素子及びガス検知装置 |
| JPH11142356A (ja) * | 1997-11-07 | 1999-05-28 | Fis Kk | 半導体ガスセンサ |
| JP6925146B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2021-08-25 | 大阪瓦斯株式会社 | ガスセンサおよびガス検知装置 |
| JP7038472B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2022-03-18 | 大阪瓦斯株式会社 | ガスセンサおよびガス検知装置 |
| JP7057629B2 (ja) * | 2016-09-21 | 2022-04-20 | 大阪瓦斯株式会社 | ガスセンサおよびガス検知装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134697A (en) * | 1978-04-12 | 1979-10-19 | Toshiba Corp | Gas sensitive element |
| JPS603612B2 (ja) * | 1978-12-08 | 1985-01-29 | 松下電工株式会社 | ガス検知素子 |
| JPS5594153A (en) * | 1979-01-11 | 1980-07-17 | Fuigaro Giken Kk | Methane gas detector |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP20968782A patent/JPS5999343A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6965262B2 (en) | 1999-10-19 | 2005-11-15 | Rambus Inc. | Method and apparatus for receiving high speed signals with low latency |
| US7093145B2 (en) | 1999-10-19 | 2006-08-15 | Rambus Inc. | Method and apparatus for calibrating a multi-level current mode driver having a plurality of source calibration signals |
| US7124221B1 (en) | 1999-10-19 | 2006-10-17 | Rambus Inc. | Low latency multi-level communication interface |
| US7126408B2 (en) | 1999-10-19 | 2006-10-24 | Rambus Inc. | Method and apparatus for receiving high-speed signals with low latency |
| US7456778B2 (en) | 1999-10-19 | 2008-11-25 | Rambus Inc. | Method and apparatus for calibrating a multi-level current mode driver having a plurality of source calibration signals |
| US7626442B2 (en) | 1999-10-19 | 2009-12-01 | Rambus Inc. | Low latency multi-level communication interface |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5999343A (ja) | 1984-06-08 |
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