所属领域：煤矿安全及瓦斯防治

成果简介：

1.成果的基本情况

声表面波瓦斯传感器具有体积小、灵敏度高、工作稳定、生产成本低、易于集成化和无线化等独特优点，能够有效解决热催化式瓦斯传感器的零点漂移、定期维护难和维护费用高等问题，并且能弥补光学瓦斯传感器的占用空间大、传感占距长和传感分析复杂等不足，能有效提高煤矿瓦斯检测和预警技术，保证煤矿安全。成果获2012西安市科学技术奖三等奖；获批国家实用新型专利1项。

2.主要技术特点

（1）在硅基异质结构基底上制备了不同比例PMnN添加的PZT(52/48)薄膜，研究了不同比例PMnN添加对PZT薄膜性能的影响规律。三元系薄膜在具有较高的居里温度、较低的介电耗散因子和适当的介电系数前提下具有出色的压电和铁电性能，该薄膜有望应用于实际铁电器件制备中。

（2）在硅基异质结构基底上成功制备出具有高压电性和良好铁电性的6%PMnN添加的PZT(50/50)薄膜，解决了其它基底上生长薄膜的不可集成、耐腐蚀性差和高成本的缺点，进一步推进了该三元系铁电薄膜在实际压电薄膜基声表面波瓦斯传感器制备中的应用；同时，对于各类微型机电器件和MEMS制备，也具有重要意义。

（3）在声表面波瓦斯传感器关键吸附薄膜方面也取得了系列成果，通过掺杂制备纳米管，研究金属掺杂氮化硼纳米管（BNNT）对于CO、NO、CH₄和H₂等气体的吸附机理，为压电薄膜基声表面波瓦斯传感器的关键吸附薄膜制备，奠定了基础。设计了声表面波瓦斯传感器结构及关键参数。

3.应用范围

用于煤矿内瓦斯监测，及工业燃气、家用燃气的泄露监测及报警等。

4.市场需求及经济效益分析

我国煤矿瓦斯事故频发，造成大量人员伤亡和资源损失，因此研究具有体积小、灵敏度高、工作稳定、生产成本低、易于集成化和无线化等独特优点的声表面波传感器具有重大意义。

声表面波瓦斯传感器不仅具热催化法、光纤法、半导体法、红外光谱法、光声联用法等传感器所具有的优点而且能克服其所具有的缺点，能够更加及时、准确、方便监测煤矿瓦斯浓度及分布，在煤矿瓦斯治理中发挥重要作用，防范瓦斯事故于未然，从而有效提高煤矿安全监测能力，有效降低煤矿瓦斯事故发生率，减少人员伤亡与矿业资源损失。此外，声表面波瓦斯传感器易于集成化、无线化和无源化，符合煤矿安全监测无线化和集成化的必然发展趋势，具有长远的开发潜力。

合作方式: 合作开发

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