[发明专利]低电流或低功耗热催化元件及其制造方法

权利要求书

1、一种供甲烷检测用的低电流或低功耗热催化元件，由管座、管芯，外复具有一定晶形的载体(白元件)及由将白元件表浸渍催化剂所形成的具有活性的黑元件构成，其特征在所说的管芯由基片(1)、铂膜电阻(2)覆盖铂膜电阻(2)外侧的致密隔离层(4)及连接铂膜电阻(2)与管脚(9)的引线(5)组成；黑白元件通过引线(5)的另一端与固定在管座(8)。上的两管脚(9)相连而组成整个元件；元件的载体(6)含有氧化铱的添加剂。

2、按照权利要求1所说的低电流或低功耗热催化元件，其特征在于基片（1）采用表面光洁度好且易研磨、易切割的材质，为了防止铂膜脱离在基片（1）铂膜电阻（2）之间采用钛过渡层引线（5）采用金丝，用银浆将引线（5）与管脚（9）粘接在一起。

3、按照权利要求2所说的低电流或低功耗热催化元件，其特征在于基片（1）采用厚度在100～200μm间的硅单晶片，面积对于低电流元件（L×型）为0.2～0.3mm²，对于低功耗元件（JD型）为0.08～0.1mm²;基片（1）上铂膜电阻（2）冷态（25℃）的电阻值对LX型元件为40～70Ω，对JD型元件为6～9Ω;过渡层钛与铂膜厚度之比为0.05～0.1之间;引线（5）采用的金丝直径对LX型元件为45～60μm，对JD型为15～25μm。

4、一种用于制造权利要求1所述元件的方法，包括以下步骤：

A、用溅射工艺在大基片（1）上形成多个钛过渡层与铂膜电阻（2），在每个铂膜电阻（2）的引线孔（3）蒸金并按一定的尺寸切割成所需的芯片;

B、将作为引线（5）的金丝一端压焊在引线子（3）上;

C、将两端压焊上引线（5）的芯片经500～900℃的热处理;

D、用银浆将芯片引线（5）的另一端粘连在管脚（9）上形成管芯;

E、在此管芯上再制作隔离层、载体与催化剂。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述隔离层和载体的制备方法包括以下步骤：

A、将Al（NO₃）9H₂O溶于去离子水，搅拌均匀制成含35～40%的Al（NO₃）₃水溶液，定为1号液;

B、将研磨至分散度符合要求的Al₂O₃粉末与重量2～3倍的1号液配成浓度，定为2号液;

C、将含有0.1～1%氧化铱添加剂的Al₂O₃研磨至所需分散度后与等量的1号液搅拌均匀定为3号液;

D、采用通电分解法依次使2号液与1号液在管芯铂膜电阻（2）外侧形成致密的隔离层（4）;

E、采用通电分解法，使3号液在致密隔离层（4）外侧形成具有γ晶形的载体（6）。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述催化剂的制备方法包括以下步骤：

A、用加热煮沸法制得含2.0～5.0%的Pdcl₂水溶液，定为4号液;

B、将含2.0～6.0%的H₃Ptcl₃水溶液定为5号液;

C、用4号液浸渍载体2～8次通电使元件发红，产生热分解;

D、用5号液继续浸渍载体1～5次，每次通电使元件发红，产生热分解;

E、通电使元件暗红后再通入浓度为10%甲烷使元件激活获得活性;

F、通电、通甲烷，交叉老化后经测试获得合格的元件。