Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах
Рассмотрены способы усовершенствования технологических и сенсорных свойств дендритных точечных контактов путем их электрохимического формирования в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах. Исследована зависимость образования точечных контактов и их сопротивления от электротехнических парам...
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут газу НАН України
2010
|
| Назва видання: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126826 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах / А.П. Поспелов, А.И. Пилипенко, Е.К. Лебедь, Ю.Л. Александров, В.Б. Байрачный, Г.В. Камарчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 2. — С. 61-64. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-126826 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1268262017-12-04T03:02:53Z Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах Поспелов, А.П. Пилипенко, А.И. Лебедь, Е.К. Александров, Ю.Л. Байрачный, В.Б. Камарчук, Г.В. Приборы и оборудование Рассмотрены способы усовершенствования технологических и сенсорных свойств дендритных точечных контактов путем их электрохимического формирования в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах. Исследована зависимость образования точечных контактов и их сопротивления от электротехнических парамет-ров процесса. С использованием эффекта электрохимической автоколебательной коммутации проведено сопоставление стабильности полученных структур в жидком, желатин-иммобилизированном и твердом электролитах. Показана возможность использования модифицированных точечных контактов для создания чувствительных элементов газовых сенсоров широкого спектра применения. Розглянуто способи удосконалення технологічних та сенсорних властивостей дендритних точкових контактів шляхом їх електрохімічного формування у желатино-імобілі-зованих та твердих електролітах. Досліджено залежність утворення точкових контактів та їх опору від електротехнічних параметрів процесу. З використанням ефекту електрохімічної автоколивальної комутації проведено зіставлення стабільності отри-маних структур у рідкому, желатино-імобілізованому та твердому електролітах. Показано можливість використання модифікованих точкових контактів для створення чутливих елементів газових сенсорів широкого спектру призначення. The methods of dendrites point contacts sensory properties and technological parameters improvement by the contacts electrochemical formation in gelatin-immobilized and solid electrolytes are considered. The dependence of point contacts formation and they electrical resistance from the process electrotechnical parameters is investigated. The structures stability in liquid, gelatin-immobilized and solid electrolytes comparison by electrochemical self-oscillating switching effect application is conducted. The possibility of modified point contacts use for gas sensor controls sensitive elements of a wide application spectrum is displayed. 2010 Article Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах / А.П. Поспелов, А.И. Пилипенко, Е.К. Лебедь, Ю.Л. Александров, В.Б. Байрачный, Г.В. Камарчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 2. — С. 61-64. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0235-3482 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126826 541.135:543.27:621.357 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Приборы и оборудование Приборы и оборудование |
| spellingShingle |
Приборы и оборудование Приборы и оборудование Поспелов, А.П. Пилипенко, А.И. Лебедь, Е.К. Александров, Ю.Л. Байрачный, В.Б. Камарчук, Г.В. Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Рассмотрены способы усовершенствования технологических и сенсорных свойств дендритных точечных контактов путем их электрохимического формирования в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах. Исследована зависимость образования точечных контактов и их сопротивления от электротехнических парамет-ров процесса. С использованием эффекта электрохимической автоколебательной коммутации проведено сопоставление стабильности полученных структур в жидком, желатин-иммобилизированном и твердом электролитах. Показана возможность использования модифицированных точечных контактов для создания чувствительных элементов газовых сенсоров широкого спектра применения. |
| format |
Article |
| author |
Поспелов, А.П. Пилипенко, А.И. Лебедь, Е.К. Александров, Ю.Л. Байрачный, В.Б. Камарчук, Г.В. |
| author_facet |
Поспелов, А.П. Пилипенко, А.И. Лебедь, Е.К. Александров, Ю.Л. Байрачный, В.Б. Камарчук, Г.В. |
| author_sort |
Поспелов, А.П. |
| title |
Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах |
| title_short |
Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах |
| title_full |
Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах |
| title_fullStr |
Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах |
| title_full_unstemmed |
Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах |
| title_sort |
газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Приборы и оборудование |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/126826 |
| citation_txt |
Газочувствительные точечные контакты в желатин-иммобилизированных и твердых электролитах / А.П. Поспелов, А.И. Пилипенко, Е.К. Лебедь, Ю.Л. Александров, В.Б. Байрачный, Г.В. Камарчук // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2010. — № 2. — С. 61-64. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT pospelovap gazočuvstvitelʹnyetočečnyekontaktyvželatinimmobilizirovannyhitverdyhélektrolitah AT pilipenkoai gazočuvstvitelʹnyetočečnyekontaktyvželatinimmobilizirovannyhitverdyhélektrolitah AT lebedʹek gazočuvstvitelʹnyetočečnyekontaktyvželatinimmobilizirovannyhitverdyhélektrolitah AT aleksandrovûl gazočuvstvitelʹnyetočečnyekontaktyvželatinimmobilizirovannyhitverdyhélektrolitah AT bajračnyjvb gazočuvstvitelʹnyetočečnyekontaktyvželatinimmobilizirovannyhitverdyhélektrolitah AT kamarčukgv gazočuvstvitelʹnyetočečnyekontaktyvželatinimmobilizirovannyhitverdyhélektrolitah |
| first_indexed |
2025-07-09T05:47:33Z |
| last_indexed |
2025-07-09T05:47:33Z |
| _version_ |
1837147152372989952 |
| fulltext |
Ïðîáëåìà îïåðàòèâíîãî äîñòîâåðíîãî àíàëè-
çà îòäåëüíûõ ãàçîâ è ñëîæíûõ ãàçîâûõ ñìåñåé
ïðèîáðåòàåò âñå áîëüøóþ àêòóàëüíîñòü, ÷òî îáó-
ñëîâëåíî âîçðàñòàþùåé íàïðÿæåííîñòüþ ýêîëî-
ãè÷åñêîé îáñòàíîâêè è ðàñøèðåíèåì îáëàñòè èñ-
ïîëüçîâàíèÿ ãàçîàíàëèòè÷åñêèõ óñòðîéñòâ. Èñ-
õîäÿ èç ýòîãî, áîëüøîå çíà÷åíèå ïðèäàåòñÿ ñî-
âåðøåíñòâîâàíèþ òåõíîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ
èçãîòîâëåíèÿ ñåíñîðíûõ óñòðîéñòâ [1]. Ðàáîòà
ìíîãèõ òèïîâ òàêèõ óñòðîéñòâ îñíîâàíà íà ÿâëå-
íèè àäñîðáöèè.  êà÷åñòâå ÷óâñòâèòåëüíûõ ýëå-
ìåíòîâ ñåíñîðîâ ýòîãî êëàññà èñïîëüçóþò ìàòå-
ðèàëû, ñïîñîáíûå ýôôåêòèâíî àäñîðáèðîâàòü ãà-
çû, èçìåíÿÿ ñâîè õàðàêòåðèñòèêè, â ÷àñòíîñòè,
ýëåêòðè÷åñêîå ñîïðîòèâëåíèå [2].
Ñóùåñòâåííîå ñîâåðøåíñòâîâàíèå ìåòðî-
ëîãè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ãàçîâûõ ñåíñîðîâ
ìîæåò áûòü äîñòèãíóòî ïîñðåäñòâîì èñïîëüçî-
âàíèÿ íàíîñòðóêòóðíûõ îáúåêòîâ, â ÷àñòíî-
ñòè, òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ [3]. Îòêðûòèå ýô-
ôåêòà ïîâûøåííîé ãàçîâîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè
òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ ïîëîæèëî íà÷àëî ðàçðà-
áîòêå ãàçîàíàëèòè÷åñêèõ ñåíñîðíûõ óñòðîéñòâ
íîâîãî êëàññà. Îäíîé èç îñíîâíûõ çàäà÷ íà
ýòîì ïóòè ÿâëÿåòñÿ óëó÷øåíèå òåõíîëîãè÷å-
ñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïðîöåññà èçãîòîâëåíèÿ òî-
÷å÷íûõ êîíòàêòîâ.
 îáùåì ñëó÷àå òî÷å÷íûé êîíòàêò ïðåäñòàâ-
ëÿåò ñîáîé ïðîâîäÿùóþ ñòðóêòóðó ñâåðõìàëîãî
ñå÷åíèÿ, êîòîðàÿ îáðàçóåòñÿ ïðè êàñàíèè äâóõ
ìåòàëëè÷åñêèõ ýëåêòðîäîâ íà ìàëîé ïëîùàäè
[4]. Ðàçìåðû òî÷å÷íîãî êîíòàêòà ñîïîñòàâèìû ñ
äëèíîé ñâîáîäíîãî ïðîáåãà ýëåêòðîíîâ äëÿ äàí-
íîãî ìåòàëëà. Òàêàÿ ñòðóêòóðà ñïîñîáíà êîíöåí-
òðèðîâàòü ïðèëîæåííîå ê ýëåêòðîäàì ýëåêòðè÷å-
ñêîå ïîëå. Ýòî ñâîéñòâî îáóñëîâëèâàåò ðåçêîå
èçìåíåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ êàíàëà ïðîâîäèìîñòè
òî÷å÷íîãî êîíòàêòà ïðè àäñîðáöèè íà åãî ïî-
âåðõíîñòè ìîëåêóë àíàëèçèðóåìîãî ãàçà.
 ôèçèêå òâåðäîãî òåëà øèðîêî èñïîëüçó-
þòñÿ êëàññè÷åñêèå ìåòîäû ìåõàíè÷åñêîãî èçãî-
òîâëåíèÿ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ. Íàèáîëåå èçâåñò-
íûì ÿâëÿåòñÿ ìåòîä «èãëà — íàêîâàëüíÿ» [4],
êîòîðûé çàêëþ÷àåòñÿ âî âçàèìíîì ñâåäåíèè çà-
òî÷åííîãî è ïëîñêîãî ýëåêòðîäîâ äî ïîëó÷åíèÿ
ìåæäó íèìè ýëåêòðè÷åñêîãî êîíòàêòà. Ê íåäîñ-
òàòêàì ýòîãî ìåòîäà ìîæíî îòíåñòè âûñîêóþ âå-
ðîÿòíîñòü äåôîðìàöèè èãëû. Ïðè òàêèõ äåôîð-
ìàöèÿõ ñóùåñòâåííî âîçðàñòàåò êîíöåíòðàöèÿ
äåôåêòîâ â îáëàñòè êîíòàêòà è ñíèæàåòñÿ äëèíà
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2 61
ÓÄÊ 541.135:543.27:621.357
Ãàçî÷óâñòâèòåëüíûå òî÷å÷íûå êîíòàêòû
â æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííûõ è òâåðäûõ ýëåêòðîëèòàõ
Ïîñïåëîâ À.Ï.1, Ïèëèïåíêî À.È.1, Ëåáåäü Å.Ê.1,
Àëåêñàíäðîâ Þ.Ë.1, Áàéðà÷íûé Â.Á.1, Êàìàð÷óê Ã.Â.2
1 Íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò «ÕÏÈ», Õàðüêîâ
2 Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð ÍÀÍ Óêðàèíû, Õàðüêîâ
Ðàññìîòðåíû ñïîñîáû óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ òåõíîëîãè÷åñêèõ è ñåíñîðíûõ ñâîéñòâ
äåíäðèòíûõ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ ïóòåì èõ ýëåêòðîõèìè÷åñêîãî ôîðìèðîâàíèÿ â æå-
ëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííûõ è òâåðäûõ ýëåêòðîëèòàõ. Èññëåäîâàíà çàâèñèìîñòü îá-
ðàçîâàíèÿ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ è èõ ñîïðîòèâëåíèÿ îò ýëåêòðîòåõíè÷åñêèõ ïàðàìåò-
ðîâ ïðîöåññà. Ñ èñïîëüçîâàíèåì ýôôåêòà ýëåêòðîõèìè÷åñêîé àâòîêîëåáàòåëüíîé
êîììóòàöèè ïðîâåäåíî ñîïîñòàâëåíèå ñòàáèëüíîñòè ïîëó÷åííûõ ñòðóêòóð â æèäêîì,
æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííîì è òâåðäîì ýëåêòðîëèòàõ. Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü èñ-
ïîëüçîâàíèÿ ìîäèôèöèðîâàííûõ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ äëÿ ñîçäàíèÿ ÷óâñòâèòåëüíûõ
ýëåìåíòîâ ãàçîâûõ ñåíñîðîâ øèðîêîãî ñïåêòðà ïðèìåíåíèÿ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: òî÷å÷íûé êîíòàêò, ãàçîâûé àíàëèç, ýëåêòðîõèìè÷åñêèé ñèíòåç, ñåíñîð.
Ðîçãëÿíóòî ñïîñîáè óäîñêîíàëåííÿ òåõíîëîã³÷íèõ òà ñåíñîðíèõ âëàñòèâîñòåé äåíäðèò-
íèõ òî÷êîâèõ êîíòàêò³â øëÿõîì ¿õ åëåêòðîõ³ì³÷íîãî ôîðìóâàííÿ ó æåëàòèíî-³ìîá³ë³-
çîâàíèõ òà òâåðäèõ åëåêòðîë³òàõ. Äîñë³äæåíî çàëåæí³ñòü óòâîðåííÿ òî÷êîâèõ êîí-
òàêò³â òà ¿õ îïîðó â³ä åëåêòðîòåõí³÷íèõ ïàðàìåòð³â ïðîöåñó. Ç âèêîðèñòàííÿì åôåêòó
åëåêòðîõ³ì³÷íî¿ àâòîêîëèâàëüíî¿ êîìóòàö³¿ ïðîâåäåíî ç³ñòàâëåííÿ ñòàá³ëüíîñò³ îòðè-
ìàíèõ ñòðóêòóð ó ð³äêîìó, æåëàòèíî-³ìîá³ë³çîâàíîìó òà òâåðäîìó åëåêòðîë³òàõ. Ïîêà-
çàíî ìîæëèâ³ñòü âèêîðèñòàííÿ ìîäèô³êîâàíèõ òî÷êîâèõ êîíòàêò³â äëÿ ñòâîðåííÿ
÷óòëèâèõ åëåìåíò³â ãàçîâèõ ñåíñîð³â øèðîêîãî ñïåêòðó ïðèçíà÷åííÿ.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: òî÷êîâèé êîíòàêò, ãàçîâèé àíàë³ç, åëåêòðîõ³ì³÷íèé ñèíòåç, ñåíñîð.
� Ïîñïåëîâ À.Ï., Ïèëèïåíêî À.È, Ëåáåäü Å.Ê, Àëåêñàíäðîâ Þ.Ë., Áàéðà÷íûé Â.Á., Êàìàð÷óê Ã.Â., 2010
ñâîáîäíîãî ïðîáåãà íîñèòåëåé çàðÿäà, ÷òî îáó-
ñëîâëèâàåò òåïëîâîé ðåæèì ïðîòåêàíèÿ òîêà ÷å-
ðåç òî÷å÷íûé êîíòàêò è ìîæåò âûçâàòü åãî òåð-
ìè÷åñêîå ðàçðóøåíèå. Êðîìå òîãî, ñîçäàíèå íî-
âîãî òî÷å÷íîãî êîíòàêòà òðåáóåò çàìåíû èãëû
èëè âûïîëíåíèÿ îïåðàöèé åå ïîâòîðíîãî çàòà-
÷èâàíèÿ è îòæèãà.
Ñóùåñòâóþùàÿ òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ
òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ ìîæåò áûòü óñîâåðøåíñòâî-
âàíà ýëåêòðîõèìè÷åñêèìè ïðèåìàìè.  ÷àñòíî-
ñòè, ýëåêòðîëèç ïðè âûñîêîé ïëîòíîñòè òîêà
äàåò âîçìîæíîñòü çàìåíèòü ìåõàíè÷åñêîå ñâåäå-
íèå èãëû ñ ïðîòèâîïîëîæíûì ýëåêòðîäîì íà
ïåðåìåùåíèå êîí÷èêà äåíäðèòà, êîòîðûé îáðà-
çóåòñÿ â ìåæýëåêòðîäíîì ïðîñòðàíñòâå ïîä äåé-
ñòâèåì ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ. Òàêîé ïîäõîä ìî-
æåò îáåñïå÷èòü âûñîêóþ ñêîðîñòü èçãîòîâëåíèÿ
òî÷å÷íûõ íàíîñòðóêòóð è âîçìîæíîñòü òîíêîãî
ðåãóëèðîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ ïðîöåññà.
Èññëåäîâàíèÿ äèíàìèêè îáðàçîâàíèÿ òî÷å÷-
íûõ êîíòàêòîâ â ñèñòåìå, ñîñòîÿùåé èç ñåðåáðÿ-
íûõ ýëåêòðîäîâ è æèäêèõ ðàñòâîðîâ íèòðàòà ñå-
ðåáðà, ïîêàçàëè, ÷òî èñïîëüçîâàíèå ýëåêòðîõèìè-
÷åñêèõ ïðèåìîâ ñóùåñòâåííî óñêîðÿåò ïðîöåññ
ñèíòåçà íàíîñòðóêòóð [5]. Ýòî äîñòèãàåòñÿ áëàãî-
äàðÿ îòêðûòîìó íàìè àâòîêîëåáàòåëüíîìó ýôôåê-
òó ýëåêòðîõèìè÷åñêîé êîììóòàöèè, êîòîðûé âû-
çûâàåòñÿ ïåðèîäè÷åñêèì âîçíèêíîâåíèåì â ñèñòå-
ìå êàíàëà ïðîâîäèìîñòè êàê ïðîòÿæåííîãî ýëå-
ìåíòà ñ ðàñïðåäåëåííûì ïîòåíöèàëîì [6, 7].
Ïðè èñïîëüçîâàíèè æèäêîãî ýëåêòðîëèòà äëÿ
ïîëó÷åíèÿ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ íàáëþäàåòñÿ èç-
ìåíåíèå åãî êîíöåíòðàöèè âñëåäñòâèå èñïàðåíèÿ
ðàñòâîðèòåëÿ è ñîïðÿæåííûé ñ ýòèì äðåéô äðó-
ãèõ ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ.  ðåçóëüòàòå
íàðóøàåòñÿ ñòàöèîíàðíîñòü óñëîâèé ïðîòåêàíèÿ
ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé, ÷òî âûçûâàåò íåîá-
õîäèìîñòü â äîïîëíèòåëüíûõ ìåðàõ ïî ãåðìåòèçà-
öèè ðàáî÷åãî îáúåìà ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè è
óñëîæíÿåò òåõíîëîãèþ èçãîòîâëåíèÿ ñåíñîðíûõ
ýëåìåíòîâ. Êðîìå òîãî, òî÷å÷íûå êîíòàêòû, ñèí-
òåçèðóåìûå â æèäêîì ýëåêòðîëèòå, íåóñòîé÷èâû,
÷òî óñëîæíÿåò ïðîöåäóðó èçìåðåíèé è ñíèæàåò
íàäåæíîñòü ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ.
Óêàçàííûå íåäîñòàòêè ìîãóò áûòü â çíà÷è-
òåëüíîé ñòåïåíè óñòðàíåíû, åñëè äëÿ ñèíòåçà òî-
÷å÷íûõ êîíòàêòîâ èñïîëüçîâàòü òâåðäûå èëè çà-
ãóùåííûå ýëåêòðîëèòû. Îíè îáåñïå÷àò ïîâûøå-
íèå ìåõàíè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè ôîðìèðóåìûõ â
èõ ñðåäå òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ è ñòàáèëèçàöèþ ñî-
ñòàâà ýëåêòðîëèòà â ïðîöåññå ýêñïëóàòàöèè.
 íàñòîÿùåé ðàáîòå èññëåäîâàëèñü ïðî-
öåññû ñîçäàíèÿ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ â ñèñòå-
ìàõ, âêëþ÷àþùèõ ìåäíûå ýëåêòðîäû è æåëà-
òèí-èììîáèëèçèðîâàííûå ðàñòâîðû ñóëüôàòà
ìåäè, à òàêæå ìåäíûå ýëåêòðîäû, ïîêðûòûå
ïëåíêîé òâåðäûõ ýëåêòðîëèòîâ íà îñíîâå
ñóëüôèäà ìåäè.
 ðàñòâîðàõ ñ äîáàâêîé èììîáèëèçèðóþùå-
ãî àãåíòà, â ÷àñòíîñòè, æåëàòèíà èîíû ìåäè îá-
ðàçóþò ìåòàëëîêîìïëåêñû, çàôèêñèðîâàííûå â
ïîëèìåðîïîäîáíîé ìàòðèöå [8]. Òàêèå ñèñòåìû
èìåþò âèä ñòóäíåé è â êîíòàêòå ñ àòìîñôåðîé
ñïîñîáíû äîëãî ïîääåðæèâàòü ïîñòîÿíñòâî ñâîåãî
ñîñòàâà, ÷òî îáåñïå÷èâàåò ñòàöèîíàðíîñòü óñëîâèé
ïðîòåêàíèÿ ýëåêòðîõèìè÷åñêèõ ðåàêöèé.
Ïîëó÷åíèå ýëåêòðîäíîé ñèñòåìû, íà áàçå êî-
òîðîé ôîðìèðîâàëñÿ òî÷å÷íûé êîíòàêò, âêëþ÷à-
ëî îáðàáîòêó ïîâåðõíîñòè ìåäíûõ çàãîòîâîê â
âèäå ïðîâîëîêè è ïëàñòèí â ñòàíäàðòíûõ ðàñòâî-
ðàõ îáåçæèðèâàíèÿ è òðàâëåíèÿ. Íåîáõîäèìàÿ
ãåîìåòðèÿ îñòðèÿ èãëû äîñòèãàëàñü îáðàáîòêîé
ïîâåðõíîñòè ìåäè â 85 %-ì ðàñòâîðå H3PO4 [9].
Êà÷åñòâî ïîëó÷åííîãî îñòðèÿ êîíòðîëèðîâàëîñü ñ
ïîìîùüþ ìèêðîñêîïà ïðè óâåëè÷åíèè â 400 ðàç.
Ïîëó÷åííûå ýëåêòðîäû çàêðåïëÿëèñü â ñïåöè-
àëüíîì óñòðîéñòâå, êîòîðîå îáåñïå÷èâàëî òîí-
êîå ðåãóëèðîâàíèå ðàññòîÿíèÿ ìåæäó èãëîé è
ïîâåðõíîñòüþ íàêîâàëüíè. Îáðàçîâàíèå òî÷å÷-
íîãî êîíòàêòà ïðîèñõîäèëî â ìåñòå êàñàíèÿ
êîí÷èêà äåíäðèòà è ïðîòèâîýëåêòðîäà.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè æåëàòèí-èììîáèëèçè-
ðîâàííîãî ýëåêòðîëèòà ìåäíûå ýëåêòðîäû ïðè-
âîäèëè â ýëåêòðè÷åñêèé êîíòàêò, êîòîðûé çàòåì
ðàçðûâàëè è â ïîëó÷åííûé ïðîìåæóòîê âíîñè-
ëè êàïëþ ýëåêòðîëèòà ìåäíåíèÿ ñ ïðåäâàðè-
òåëüíî äîáàâëåííûì èììîáèëèçèðóþùèì àãåí-
òîì (æåëàòèíîì). Àëüòåðíàòèâíûì ýëåêòðîëè-
òîì, â êîòîðîì âûðàùèâàëñÿ òî÷å÷íûé êîíòàêò,
ñëóæèë òâåðäûé ñóëüôèä ìåäè â âèäå ïëåíêè
òîëùèíîé äî 50 íì, íàíîñèìîé íà ïîâåðõíîñòü
ìåäè ýëåêòðîõèìè÷åñêèì ñïîñîáîì, ÷òî ïîçâî-
ëÿëî êîíòðîëèðîâàòü åå ñòðóêòóðó, òîëùèíó è
ôóíêöèîíàëüíûå ñâîéñòâà [10]. Ïîñëå íàíåñå-
íèÿ ïëåíêè ñóëüôèäà ìåäè ýëåêòðîäû ïðèâîäè-
ëè â ýëåêòðè÷åñêèé êîíòàêò òàê, ÷òîáû ìåæäó
íèìè íàõîäèëñÿ òâåðäûé ýëåêòðîëèò.
Ïðè ïðîõîæäåíèè òîêà ÷åðåç ýëåêòðîäíóþ
ñèñòåìó èãëà — ýëåêòðîëèò — íàêîâàëüíÿ íà-
áëþäàëñÿ àâòîêîëåáàòåëüíûé ýôôåêò, êîòîðûé
çàêëþ÷àëñÿ â ïåðèîäè÷åñêîì îáðàçîâàíèè è
ðàçðóøåíèè òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ. Ýòîò ýôôåêò
ìîæíî îáúÿñíèòü ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ïî-
ñêîëüêó êàòîä èçãîòîâëåí â âèäå èãëû è ðàñïî-
ëîæåí ïåðïåíäèêóëÿðíî ïîâåðõíîñòè àíîäà, íà
îñòðèå èãëû èìååò ìåñòî ïîâûøåííàÿ êîíöåí-
òðàöèÿ ñèëîâûõ ëèíèé ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ è,
âñëåäñòâèå ýòîãî, âûñîêàÿ êàòîäíàÿ ïëîòíîñòü
òîêà. Ýòî îáóñëîâëèâàåò çàðîæäåíèå è ðîñò èã-
ëîîáðàçíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçîâàíèé —
äåíäðèòîâ. ×åðåç îïðåäåëåííîå âðåìÿ êîí÷èê
îäíîãî èç äåíäðèòîâ êàñàåòñÿ ïîâåðõíîñòè ïðî-
òèâîïîëîæíîãî ýëåêòðîäà, è â ýòîì ìåñòå îáðà-
çóåòñÿ òî÷å÷íûé êîíòàêò. Ïðè ýòîì ñîïðîòèâëå-
íèå ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ñèñòåìû ðåçêî ïàäàåò
äî óðîâíÿ, êîòîðûé ïðàêòè÷åñêè ïîëíîñòüþ
62 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2
îïðåäåëÿåòñÿ ñîïðîòèâëåíèåì îáðàçîâàâøåãîñÿ
êîíòàêòà. Òàêîé êîíòàêò ìîæíî ðàññìàòðèâàòü
êàê ïðîòÿæåííûé ýëåìåíò ñ ðàñïðåäåëåííûì
ïîòåíöèàëîì [6]. Ïîñëå ïîÿâëåíèÿ êîíòàêòà ìå-
æäó êîí÷èêîì äåíäðèòà è àíîäîì ó÷àñòîê ïî-
âåðõíîñòè äåíäðèòà, ðàñïîëîæåííûé íåïîñðåä-
ñòâåííî â îáëàñòè êàñàíèÿ, ïîïàäàåò ïîä äåéñò-
âèå àíîäíîé ïîëÿðèçàöèè ïî îòíîøåíèþ ê ñâî-
åé îñíîâå. Àíîäíàÿ ïîëÿðèçàöèÿ ïðèâîäèò ê
ýëåêòðîõèìè÷åñêîìó ðàñòâîðåíèþ òî÷å÷íîãî
êîíòàêòà è åãî ïîñëåäóþùåìó ðàçðóøåíèþ. Â
îáðàçîâàâøåìñÿ òàêèì ñïîñîáîì ìåæýëåêòðîä-
íîì ïðîñòðàíñòâå âíîâü íàáëþäàåòñÿ ðîñò äåíä-
ðèòà è îáðàçîâàíèå íîâîãî òî÷å÷íîãî êîíòàêòà.
Ïðîöåññ ïåðèîäè÷åñêîé êîììóòàöèè-ðàñêîììó-
òàöèè ìåæýëåêòðîäíîãî ïðîñòðàíñòâà äåíäðèòà-
ìè â æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííûõ è òâåðäûõ
ýëåêòðîëèòàõ â ýëåêòðè÷åñêîì ïîëå ôèêñèðóåò-
ñÿ â âèäå êîëåáàíèé ñîïðîòèâëåíèÿ ýëåêòðîõè-
ìè÷åñêîé ÿ÷åéêè (ðèñ.1).
 äèàïàçîíå ïðîõîäÿùèõ ÷åðåç ýëåêòðîäíóþ
ñèñòåìó òîêîâ 5–1000 ìêÀ ñîïðîòèâëåíèå òî÷å÷-
íûõ êîíòàêòîâ èçìåíÿëîñü â ïðåäåëàõ 0,1–200 Îì.
Óâåëè÷åíèå ñèëû ïðîõîäÿùåãî ÷åðåç ñèñòåìó òî-
êà ïðèâîäèò ê ôîðìèðîâàíèþ íèçêîîìíûõ òî-
÷å÷íûõ êîíòàêòîâ â èíòåðâàëå 0,1–5,0 Îì, ðàç-
ðóøåíèå êîòîðûõ òðåáóåò áîëüøåãî êîëè÷åñòâà
ýëåêòðè÷åñòâà è âåäåò ê ñíèæåíèþ èíòåíñèâíî-
ñòè àâòîêîëåáàíèé.
Ïðè äîñòèæåíèè ñèñòåìîé ìèíèìóìà ñîïðî-
òèâëåíèÿ àâòîêîëåáàòåëüíûé ïðîöåññ ìîæíî
ïðåðâàòü è òàêèì îáðàçîì ïîëó÷èòü òî÷å÷íûé
êîíòàêò. Íàëè÷èå àâòîêîëåáàòåëüíîãî ýôôåêòà
ïîçâîëÿåò ñîçäàâàòü áîëüøîå êîëè÷åñòâî òî÷å÷-
íûõ êîíòàêòîâ â òå÷åíèå êîðîòêîãî ïðîìåæóòêà
âðåìåíè, áëàãîäàðÿ ÷åìó ïîÿâëÿåòñÿ âîçìîæ-
íîñòü âûáîðà íåîáõîäèìûõ ñòðóêòóð.
Ïîëó÷åííûå ïî îïèñàííîé ìåòîäèêå ìåòàë-
ëè÷åñêèå òî÷å÷íûå êîíòàêòû ïðîÿâëÿëè ÷óâñò-
âèòåëüíîñòü ïî îòíîøåíèþ ê äåéñòâèþ àììèàêà
è ñìåñè ãàçîâ, âûäûõàåìûõ ÷åëîâåêîì. Ðåàêöèÿ
êîíòàêòîâ ïðîÿâëÿëàñü â èçìåíåíèè èõ ñîïðî-
òèâëåíèÿ ïîä äåéñòâèåì âíåøíèõ ãàçîîáðàçíûõ
àãåíòîâ. Äëÿ èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ ñîïðî-
òèâëåíèå ïîâûøàëîñü â 3–10 ðàç ñ ïîñëåäóþ-
ùèì âîçâðàòîì ê íà÷àëüíîìó óðîâíþ â ðåçóëü-
òàòå ðåëàêñàöèè ïîñëå ïðåêðàùåíèÿ âíåøíåãî
âîçäåéñòâèÿ (ðèñ.2). Áîëüøèíñòâî îáðàçöîâ òî-
÷å÷íûõ êîíòàêòîâ âûäåðæèâàëî íåñêîëüêî öèê-
ëîâ ýêñïîçèöèÿ-ðåëàêñàöèÿ áåç ñóùåñòâåííîãî
èçìåíåíèÿ ñâîèõ õàðàêòåðèñòèê.
Äëÿ îöåíêè ìåõàíè÷åñêîé óñòîé÷èâîñòè òî-
÷å÷íûõ êîíòàêòîâ èññëåäîâàëîñü âðåìÿ èõ æèç-
íè, êîòîðîå îïðåäåëÿëîñü êàê ïåðèîä ìåæäó
ìîìåíòîì îáðàçîâàíèÿ êîíòàêòà è ìîìåíòîì åãî
ðàçðóøåíèÿ. Ðàçðóøåíèå íàñòóïàëî âñëåäñòâèå
âëèÿíèÿ ðàçíûõ ôàêòîðîâ, èç êîòîðûõ íàè-
áîëüøèé âêëàä âíîñÿò âèáðàöèîííûé ôîí ëàáî-
ðàòîðèè è ýôôåêòû âîçäåéñòâèÿ íà êîíòàêò
ýëåêòðè÷åñêèõ ïîëåé. Åñëè èñêëþ÷èòü ïîñëåä-
íèé ôàêòîð, òî ïðè íàëè÷èè íåèçìåííîãî äîë-
ãîâðåìåííîãî âèáðàöèîííîãî ôîíà ëàáîðàòîðèè
ìîæíî êîððåêòíî ïðîàíàëèçèðîâàòü è ñîïîñòà-
âèòü ìåõàíè÷åñêóþ óñòîé÷èâîñòü òî÷å÷íûõ êîí-
òàêòîâ â ðàçíûõ òèïàõ ýëåêòðîëèòîâ. Êðóòîé
ôðîíò ñíèæåíèÿ è óâåëè÷åíèÿ ñîïðîòèâëåíèÿ
ýëåêòðîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè ïðè îáðàçîâàíèè è
ðàçðóøåíèè êîíòàêòà ïîçâîëÿåò ñ âûñîêîé òî÷-
íîñòüþ ôèêñèðîâàòü âðåìÿ æèçíè òî÷å÷íîãî
êîíòàêòà. Ýêñïåðèìåíò ïîêàçàë, ÷òî æåëà-
òèí-èììîáèëèçèðîâàííûé è òâåðäûé ýëåêòðîëè-
òû îáåñïå÷èâàþò ïîâûøåíèå óñòîé÷èâîñòè êîí-
òàêòîâ. Ïðè÷åì, êàê è ñëåäîâàëî îæèäàòü, òâåð-
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2 63
Ðèñ.1. Ôðàãìåíò õðîíîðåçèñòîãðàììû àâòîêîëåáàòåëüíîãî ïðî-
öåññà â æåëàòèí-èììîáèëèçîâàííîì ðàñòâîðå ñóëüôàòà ìåäè (à)
è â òâåðäîì ñóëüôèäå ìåäè (á). R — ñîïðîòèâëåíèå ýëåêòðîõè-
ìè÷åñêîé ÿ÷åéêè; t — âðåìÿ. Òîê ìåæäó ýëåêòðîäàìè 50 ìêÀ.
Ðèñ.2. Îòêëèê îáðàçöîâ ìåäíûõ äåíäðèòíûõ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ â æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííîì (à, á) è òâåðäîì ýëåêòðî-
ëèòàõ (â, ã) íà èìïóëüñíîå âîçäåéñòâèå àììèàêîì (à, â) è ñìåñüþ ãàçîâ, âûäûõàåìûõ ÷åëîâåêîì (á, ã). Ñòðåëêàìè ïîêàçà-
íî íà÷àëî ýêñïîçèöèè.
äûé ýëåêòðîëèò ïðîÿâëÿåò ýòó ñïîñîáíîñòü â
áîëüøåé ìåðå (ðèñ.3).
Òàêèì îáðàçîì, ñ èñïîëüçîâàíèåì àâòîêîëå-
áàòåëüíîãî ýôôåêòà ýëåêòðîõèìè÷åñêîé êîììó-
òàöèè â æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííûõ è òâåð-
äûõ ýëåêòðîëèòàõ ïîëó÷åíû äåíäðèòíûå òî÷å÷-
íûå êîíòàêòû è îïðåäåëåíà èõ ñðàâíèòåëüíàÿ
óñòîé÷èâîñòü. Ïîêàçàíî, ÷òî äèàìåòð òî÷å÷íûõ
êîíòàêòîâ íàõîäèòñÿ â îáðàòíîé çàâèñèìîñòè îò
ñèëû òîêà, ïðè êîòîðîé ïðîèñõîäèò ôîðìèðîâà-
íèå êîíòàêòîâ. Ìåõàíè÷åñêàÿ óñòîé÷èâîñòü ìåä-
íûõ òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ óâåëè÷èâàåòñÿ ïðè ïå-
ðåõîäå îò æèäêèõ ê æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàí-
íûì è òâåðäûì ýëåêòðîëèòàì.
Îáðàçöû ìîäèôèöèðîâàííûõ òî÷å÷íûõ êîí-
òàêòîâ äåìîíñòðèðóþò ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê âîç-
äåéñòâèþ àììèàêà è ñìåñè ãàçîâ, âûäûõàåìûõ
÷åëîâåêîì. Òî÷å÷íûå êîíòàêòû, êîòîðûå îáðàçó-
þòñÿ â æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííûõ è òâåðäûõ
ýëåêòðîëèòàõ, ìîãóò ñëóæèòü îñíîâîé ãàçîâûõ
ñåíñîðîâ íîâîãî êëàññà.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Cattrall R.W. Chemical Sensors. — Oxford; New
York; Melbourne: Oxford University Press, 1997.
2. Âèãëåá Ã. Äàò÷èêè. — Ì. : Ìèð, 1989. — 196 ñ.
3. Kamarchuk G.V., Pospelov O.P., Yeremenko A.V.
et al. Point-Contact Sensors : New Prospects for a
Nanoscale Sensitive Technigue // Europhys. Lett.
— 2006. — Vol. 76, ¹ 4. — P. 575–581.
4. Khotkevich A.V., Yanson I.K. Atlas of Point Con-
tact Spectra of Electron-Phonon Interactions in Met-
als. — Boston; Dordrecht; London : Kluwer Aca-
demic Publishers, 1995.
5. Êàðòàøîâà Þ.Î., Ïèëèïåíêî Î.²., Ïîñïºëîâ Î.Ï.
òà ³í. Åëåêòðîõ³ì³÷íèé ñèíòåç òà ôóíêö³îíàëüí³
âëàñòèâîñò³ ñð³áíèõ íàíîñòðóêòóð // ³ñí. ÍÒÓ
«Õϲ». Ñåð. Õ³ì³ÿ, õ³ì. òåõíîëîã³ÿ òà åêîëîã³ÿ. —
2008. — ¹ 10. — Ñ. 135–142.
6. Äåêë. ïàò. íà âèíàõ³ä 61417. Ñïîñ³á åëåêòðîë³çó /
Î.Ï.Ïîñïºëîâ, Î.Ð.Êàçà÷êîâ, Ã.Â.Êàìàð÷óê. —
Îïóáë. 17.11.03, Áþë. ¹ 11.
7. Ïàò. íà êîðèñ. ìîäåëü 32638. Ñïîñ³á îäåðæàííÿ
ïðîâ³äíèõ íàíîñòðóêòóð / Î.Ï.Ïîñïºëîâ, Ã.Â.
Êàìàð÷óê, Â.Â.Ô³ñóí òà ³í. — Îïóáë. 26.05.08,
Áþë. ¹ 10.
8. Ìèõàéëîâ Î.Â. Æåëàòèí-èììîáèëèçèðîâàííûå ìåòàë-
ëîêîìïëåêñû. — Ì. : Íàó÷. ìèð, 2004. — 236 ñ.
9. Ãðèëèõåñ Ñ.ß. Ýëåêòðîõèìè÷åñêîå è õèìè÷åñêîå
ïîëèðîâàíèå : Òåîðèÿ è ïðàêòèêà. Âëèÿíèå íà
ñâîéñòâà ìåòàëëîâ. — Ë. : Ìàøèíîñòðîåíèå, 1987.
— 232 ñ.
10. Ëåáåäü Å.Ê., Ïîñïåëîâ À.Ï., Àëåêñàíäðîâ Þ.Ë.
è äð. Òî÷å÷íî-êîíòàêòíûå äåíäðèòíûå ñòðóêòóðû â
òâåðäîì ýëåêòðîëèòå : Ãàçîàíàëèòè÷åñêèé àñïåêò
// ³ñí. ÍÒÓ «Õϲ». Ñåð. Õ³ì³ÿ, õ³ì. òåõíîëîã³ÿ
òà åêîëîã³ÿ. — 2008. — ¹ 15. — Ñ. 61–64.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 17.02.09
64 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2010. ¹ 2
Gas-Sensitive Point Contacts
in Gelatin-Immobilized and Solid Electrolytes
Pospelov À.P.1, Pilipenko À.I.1, Lebed Ye.Ê.1,
Alexandrov Yu.L.1, Bayrachny V.B.1, Kamarchuk G.V.2
1 National Technical University «KhPI», Kharkov
2 Institute for Low Temperature Physics and Engineering of NASU, Kharkov
The methods of dendrites point contacts sensory properties and technological parameters
improvement by the contacts electrochemical formation in gelatin-immobilized and solid
electrolytes are considered. The dependence of point contacts formation and they electri-
cal resistance from the process electrotechnical parameters is investigated. The structures
stability in liquid, gelatin-immobilized and solid electrolytes comparison by electrochemi-
cal self-oscillating switching effect application is conducted. The possibility of modified
point contacts use for gas sensor controls sensitive elements of a wide application spec-
trum is displayed.
Key words: point contact, gas analysis, electrochemical synthesis, sensor.
Received February 17, 2009
Ðèñ.3. Ñðåäíåå âðåìÿ æèçíè òî÷å÷íûõ êîíòàêòîâ, ïîëó÷åí-
íûõ â òâåðäîì ñóëüôèäå ìåäè (1), æåëàòèí-èììîáèëèçèðî-
âàííîì ðàñòâîðå ñóëüôàòà ìåäè (2) è æèäêîì ðàñòâîðå
ñóëüôàòà ìåäè (3).
|