工作温度对Pd-Ni合金薄膜电阻氢敏性能的影响

目的 围绕氢气传感器在航天领域生命保障系统、氢燃料电池汽车领域能源供给系统等领域氢气泄露检测的迫切需求,针对在实际工况下工作温度对Pd-Ni合金薄膜电阻氢敏性能影响尚不清楚的问题,研究不同应用场景下工作温度对Pd-Ni合金氢敏电阻的灵敏度、响应-恢复时间以及回零特性影响。方法 将氢敏电阻分别置于80、90、100、110℃等不同工作温度,采用一定流量的动态气体测试方法,通入不同氢气浓度的测试气体,通过数据采集系统实时测量其电阻变化曲线,并评价其氢气敏感特性。结果 通过提高工作温度,在2%H_(2)/N_(2)和4%H_(2)/N_(2)氢气浓度下,110℃下的灵敏度相比80℃近线性降低约28%,80℃下2个浓度点的响应-恢复时间分别从16.5、12.9 s降低至110℃下的12.5、9.5 s,灵敏度的降低幅度与响应-恢复时间的加快幅度在100~110℃趋于平缓;在氮气气氛或空气气氛下,其零点电阻存在差异或未恢复至绝对零点,不影响氢气浓度测量的绝对值。结论 工作温度升高会降低氢敏灵敏度,但能提升其响应与恢复时间,也能加速其零点电阻的恢复,100~110℃工作温度下综合性能较佳。测试氢气浓度越高,其响应恢复时间越快。同时也发现“假零点”现象,可以指导在实际场景中如何有效更优使用。

Pd-Ni合金薄膜氢气传感器中隔离膜性能与机理研究

针对Pd-Ni合金薄膜氢气传感器的响应特性与零点稳定性受氧气氛影响的问题,分别用离子束溅射技术和原子层沉积技术制备了100 nm Pd-Ni合金薄膜氢气敏感电阻和10 nm Al;O;/SiO;/Al;O;复合隔离膜,并测试对比了有隔离膜和无隔离膜样品的氢敏响应特性和零点稳定性,分析了氧气氛影响氢敏特性与隔离膜阻氧透氢的机理。结果表明:复合隔离膜对灵敏度影响极小,起到了较好的透氢阻氧作用,大大改善了空气作为背景气体的氢敏响应特性和零点稳定性,但隔离膜对Pd-Ni合金薄膜氢气传感器的响应时间和恢复时间有负面影响。

电化学阶边精饰法制备钯镍合金纳米线的研究

运用连续恒电势三脉冲的电化学阶边精饰法在高定向石墨(HOPG)上制备钯镍合金纳米线阵列,并研究了合金成分的影响因素.结果表明,改变镀液组成可以调整钯镍合金成分,调整生长时间和生长电势来控制钯镍合金纳米线的直径.用7mmo·lL-1PdCl2,3mmo·L-1NiSO4,0.2mo·lL-1NH4Cl,pH8.5的混合溶液,控制脉冲电势-2.0V形核0.2s,在脉冲电势-0.4V生长1h,可以获得平均直径为200nm,长度约400μm的钯镍合金纳米线阵列,纳米线的合金成分中镍含量为12.4%(质量分数,w).

逐级降电压法交流电沉积Pd-Ni纳米线的研究

在传统的二次阳极氧化法制备多孔氧化铝模板的基础上,利用逐级降低电压的方法减薄阻挡层,用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱仪对Pd-Ni合金纳米线的组织形貌、晶体结构和化学状态等进行了表征与测试,结果表明,Pd-Ni纳米线的直径为70nm左右,且纳米线径向表面不够光滑,呈毛刺状,单根纳米线属于多晶结构;Pd-Ni纳米线中Pd：Ni原子比接近为1：1,表明金属Pd、Ni在纳米线中处于简单混合状态。此外,对交流电沉积制备金属纳米线时沉积条件的选择做了简要解析。

电子工业中电沉积Pd

在铅框生产中，使用Pd或Pd-Ni合金可以节约成本，而且Pd镀层还使电子元件具有优异的性能，典型的镀Pd液中含氨类化合物，约7g/Lpd，在55℃操作，沉积速度可以达到0．25um/mim。