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Zeolithbasierter Kohlenwasserstoff-Gassensor in keramischer Mikrosystemtechnik

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Reiß, Sebastian:
Zeolithbasierter Kohlenwasserstoff-Gassensor in keramischer Mikrosystemtechnik.
Bayreuth , 2007
(Diploma, 2007 , Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Funktionsmaterialien)

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Im Rahmen dieser Arbeit sollte das Prinzip eines bekannten Kohlenwasserstoff-Gassensors von dem bisher verwendeten Dünnschichtaufbau in die Dickschichttechnik übertragen werden. Dabei soll der Sensoreffekt mit den bisherigen Ergebnissen überprüft werden und ein Sensor mit aktiver Beheizung betrieben werden. Der Hintergrund hierfür ist in erster Linie der robustere und kostengünstigere Aufbau in Dickschichttechnik für den Einsatz im Abgasstrang des Automobils.

Für die Funktionsschicht wurde ein Platin-Ionenaustausch an einem ZSM-5 Zeolithmaterial vorgenommen. Nach der Validierung des Sensoreffektsan Dünnschichtsensoren wie in bisherigen Versuchen wurden Dickschichtsensoren hergestellt. Die Chromoxid-Beschichtung des Interdigitalkondensators erfolgte mittels galvanischer Verchromung und anschließender Oxidation der Schicht. Auf der Rückseite des Substrates wurde für die aktive Sensorheizung ein Platin-Heizelement aufgedruckt. Geht man von der Messung im Ofen auf die Messung mit aktiv beheizten Sensoren über, stellt man fest, dass mit der üblichen Spannungsamplitude der Impedanzmessung von 40 mV erhebliche Störeinflüsse durch den Heizer auftreten. Mit einer Erhöhung der Messamplitude auf 500 mV konnten diese Störungen behoben und eine hohe Sensitivität auf Propan gemessen werden.

Auch in Langzeitmessungen über mehrere Tage konnte der Messeffekt bestätigt werden. Die Messungen zum Sensoreffekt zeigten allerdings, dass eine hohe Querempfindlichkeit auf Ammoniak vorliegt. Die Ermittlung der geeigneten Sensortemperatur zeigte, dass die Sensoren innerhalb eines Streubandes reproduzierbar hergestellt werden konnten. Für jeden Einzelsensor muss die ideale Betriebstemperatur festgelegt werden.

Somit konnte im Rahmen dieser Arbeit eine Übertragung des Sensorprinzips auf die Dickschichttechnik realisiert werden. Um die Eignung des Sensors für den Einsatz im Automobil besser beurteilen zu können, sollten Messungen am Motorprüfstand durchgeführt werden.

Further data

Item Type: Master's, Magister, Diploma, or Admission thesis (Diploma)
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Engineering Science
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials > Chair Functional Materials - Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Moos
Faculties
Faculties > Faculty of Engineering Science > Chair Functional Materials
Profile Fields > Advanced Fields > Advanced Materials
Research Institutions > Research Centres > Bayreuth Center for Material Science and Engineering - BayMAT
Profile Fields
Profile Fields > Advanced Fields
Research Institutions
Research Institutions > Research Centres
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 600 Technology, medicine, applied sciences > 620 Engineering
Date Deposited: 19 Feb 2015 12:08
Last Modified: 12 Aug 2016 08:01
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/6779