Fabrication and Gas Sensing Properties of WO$_3$Thick Film Gas Sensor Dependent on Heat-Treatment Condition

소성 조건에 따른 WO$_3$계 후막센서소자의 제조 및 응답특성

  • 정용근 (한양대학교 무기재료공학과) ;
  • 엄우식 (산업기술시험원 재료평가팀) ;
  • 이희수 (산업기술시험원 재료평가팀) ;
  • 최성철 (한양대학교 무기재료공학과)
  • Published : 1999.06.01

Abstract

We have fabricated $WO_3$ thick film gas sensor under various firing conditions in order to study gas sensing properties in terms of the variation of microstructure and non-stoichiometric structure of gas sensing layer. $WO_3$ paste mixed homogeneously with organic vehicle was coated by screen printing method on alumina substrate composed of Au electrode and $RuO_2$heater on each side. To change filing condition, sensing materials were fared at 600-$800^{\circ}C$ for 1 hour and refired at $700^{\circ}C$ for 1 hour in the mixtures of $_Ar/O2$gas. In the result of heat-treatment, $WO_3$ gas sensor fared at $700^{\circ}C$ showed best gas sensing properties of 210 gas sensitivity and 2 second response time and the best firing environment was 40-50% of $Ar/O_2$gas.

가스 감지막의 미세구조와 비화학량론 구조의 변화에 따른 응답특성의 거동을 고찰하기 위하여 소성 조건을 변화시키면서 $WO_3$후막형 가스센서를 제조하였다. 소자는 감지물질인 $WO_3$분말과 유기 용제를 균일하게 혼합한 페이스트를 Au전극과 $RuO_2$발열체가 입혀진 알루미나 기판 위에 스크린 프린팅 방법으로 제조하였다. 소성 조건을 변화시키기 위하여 600-$800^{\circ}C$ 온도범위하에서 1시간 동안 열처리 하였고, Ar과 $O_2$가스의 비율을 변화시키면서 $700^{\circ}C$에서 1시간 재열처리하였다. 열처리 결과, 소성 온도 $700^{\circ}C$에서 제조된 $WO_3$가스센서 소자가 가스감도 210, 응답속도 2초로 가장 좋은 특성을 보였으며 Ar과 $O_2$가스의 비율이 40-50%의 소성 분위기에서 가스 감도가 가장 높게 나타났다.

Keywords