[发明专利]一种复合传感器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种复合传感器制备技术，属于辐射强度探测以及环境气体的检测领域。

背景技术

在一些辐照环境需要对辐射强度等进行检测，还需要对环境中的气体进行检测，如果有一种便携式传感器可以同时检测辐照强度和气体中氧气的浓度，可以大大降低传感器的体积。因此，可以预见，能够实现辐射强度以及环境气体探测的复合传感器将会具有极大的实用价值。

一般采用导电材料制备具有环境气体探测功能的传感器，但是，一般的导电材料如金属和合金基半导体均为不透明材料，透明导电材料是指：(1)对可见光(λ＝380～780nm)的光透射率高；(2)电(离子)导率高。确切地说，可见光的平均透过率Tavg>80％，电阻率在10^-3Ω·cm。透明就意味着材料的能带隙宽度大(Eg>3eV)而自由电子少；另一方面，电导率高的材料又往往自由电子多而不透明。只有能同时满足这两种条件的材料才可能用以制备透明导电膜。但是如果可以采用导离子的材料可以避免这一问题，在实现导离子的同时能够透过所需特定波段的光。

目前，现有技术中还没有关于上述复合传感器的报道，更没有包含透明导电膜的复合传感器。

发明内容

本发明旨在克服现有传感器的功能局限性，本发明提供了一种能够实现辐射强度以及环境气体探测的复合传感器及其制备方法。

本发明提供了一种复合传感器，所述复合传感器包括Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷基体、以及涂覆于Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷基体上且组成包括Gd₂Zr₂O₇和Pt的复合层。

较佳地，Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷基体的厚度为0.5—2mm。

较佳地，复合层中Gd₂Zr₂O₇和Pt的质量比为(90—99)：(1—10)，复合层的厚度为0.01—0.06mm。

较佳地，Gd₂Zr₂O₇掺杂有稀土元素，稀土元素包括Tb、Pr、Ce、Nd、Tm、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Yb中的至少一种。

又，本发明还提供了一种上述复合传感器的制备方法，包括：

1)制备Gd₂Zr₂O₇陶瓷粉体；

2)先采用步骤1)制备的Gd₂Zr₂O₇陶瓷粉体制备陶瓷素坯，然后将陶瓷素坯依次经素烧、以及烧结，得到Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷基体；

3)将步骤1)制备的Gd₂Zr₂O₇陶瓷粉体和Pt分散于有机溶剂中，均匀混合后得到复合层浆料；

4)将步骤3)制备的复合层浆料涂覆于步骤2)制备的Gd₂Zr₂O₇透明陶瓷基体，并经干燥、烧结，得到所述复合传感器。

较佳地，Gd₂Zr₂O₇陶瓷粉体掺杂有稀土元素。

较佳地，步骤2)中，素烧温度为800-1000℃，时间为1-3小时；烧结温度为1750℃-1950℃，时间为2-15小时。

较佳地，步骤3)中，所述Pt与有机溶剂的重量比为1:0.2—2，有机溶剂包括松油醇、乙基纤维素或PVB、邻苯二甲酸二丁酯，重量比为松油醇：乙基纤维素或PVB：邻苯二甲酸二丁酯＝1：0.03-0.2：0.03-0.2。

较佳地，步骤4)中，干燥温度75—95℃，干燥时间为12—24小时；烧结温度1350℃—1600℃，保温时间1—4小时。

本发明的有益效果：