钇稳定ZrO_2界限电流型微氧氧传感器的设计

从理论和实验角度,对钇稳定ZrO2界限电流型微氧氧传感器的量程与结构设计的关系进行了分析研究。结果显示:被测环境氧摩尔浓度应小于5%,被测环境氧浓度与氧传感器输出极限电流的数值,基本成线性关系;通过(5 000~50000)×10–6;(500~20000)×10–6;(100~10000)×10–6;(50~1000)×10–6四档测量范围的划分以及S/L比的合理设计,可以实现钇稳定ZrO2界限电流型微氧氧传感器对低氧浓度的准确测量。     

CeO2气敏材料的研究进展

二氧化铈(CeO2)具有独特的萤石型晶体结构、优秀的储放氧能力、良好的化学稳定性以及高温下氧空位的快速扩散能力,在有毒有害气体检测方面被广泛关注和研究。然而,纯CeO2气敏传感器工作温度偏高且响应恢复时间长,无法满足越发严苛的实际环境监测需求。综述了近年来国内外关于纳米CeO2气敏材料相关研究进展,根据不同的机理从结构调控、掺杂复合两个方面重点对CeO2的改性进行分析,简述了其在柔性传感领域的应用,为高性能气敏传感器的深入研究提供参考。     

用La_2MoWO_9作固体电解质的极限电流型氧传感器

采用固相反应法,制备了氧离子导体La2MoWO9和混合导体La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3,并分别作为基体材料,制成了极限电流型氧传感器。利用两端子法,对氧传感器在500℃时不同氧分压下(pO2为(0~2.12)×104Pa)电流与电压的关系进行了测量。结果表明:用La2MoWO9作为氧传感器的固体电解质材料是可行的,即可以得到极限电流平台(pO2为1.70×104Pa,I为1.5mA),且极限电流与氧分压成线性关系。     

新型固体电解质SO_2传感器的研制

以sol-gel法制备的NASICON(Na3Zr2Si2PO12)为基体材料,掺杂了V2O5的TiO2为辅助电极材料,制备了一种管式结构的固体电解质SO2传感器。当工作温度为300℃时,以V2O5与(V2O5+TiO2)的质量比为5%的材料为辅助电极材料时,传感器对体积分数为(1~50)×10–6的SO2表现出了较好的气敏性能,传感器的电动势E值与SO2浓度的对数呈很好的线性关系,传感器的灵敏度为78mV/decade。同时,传感器对50×10–6的SO2的响应恢复时间分别为10s和35s,且有较好的选择性。     

复合碳酸盐作为二氧化碳电化学传感器的敏感电极

利用碳酸锂-锂钡掺杂氧化碳酸盐所形成的复合物作为敏感电极材料,YSZ作为固体电解质,构建二氧化碳电化学传感器,并通过扫描电镜、XRD、二氧化碳响应等方法,对不同原料配比的传感器性能进行了研究。结果表明,基于碳酸锂-锂钡掺杂氧化碳酸盐的YSZ二氧化碳电化学传感器具有快速和准确的电动势响应,其电子转移数近似为2;随着测试温度的升高,所制传感器对待测气体中CO_2浓度变化的电动势响应更快,稳定状态更好;随着敏感电极中锂钡掺杂氧化碳酸盐量的增加,传感器在350℃下的最高CO_2响应浓度降低,但在400℃时的稳定响应特性变好。     

TiO_2薄膜氧敏特性研究

金属氧化物（如ZrO2，TiO2等）随氧分压不同而改变其电导率这一性质被广泛地用来制作氧敏传感器．传统的传感器大多采用体材料或厚膜材料，工作时需加高温．本文描述了TiO2薄膜材料与Pt薄膜形成的肖特基势垒高度随氧分区不同而改变的氧敏现象，测定了该肖特基二极管的氧敏特性，讨论了其敏感机理．     

掺杂纳米SnO2气敏传感器的研究进展

介绍了半导体气敏传感器的发展历史和掺杂纳米SnO2气敏传感器的特性与应用;详细分析了掺杂金属单质、金属氧化物和稀土元素对SnO2气敏性的影响,通过掺杂可以显著改善其对特定气体的灵敏度、稳定性和选择性等参数;利用元件表面的氧吸附理论分析掺杂纳米SnO2的气敏机理;展望了SnO2气敏传感器的发展前景.     

Si掺杂SnO_2基气体传感器抗湿性能研究

研究了以Si掺杂Sn O_2作为热线型气体传感器补偿元件材料来提高Sn O_2基气体传感器抗湿度干扰能力。采用共沉淀法制备Si掺杂Sn O_2作为补偿元件材料,Sb掺杂Sn O_2作为敏感元件材料,并对所制备材料进行表征。考察了Sb掺杂量对传感器响应值影响和Si掺杂Sn O_2对抗湿性能影响,同时讨论了抗湿性能机理。结果表明,敏感元件材料中摩尔比Sb/Sn为6%使Sn O_2基传感器对体积分数1000×10~(-6) H2灵敏度由108 m V提高至435 m V,补偿元件材料摩尔比Si/Sn为0.7%使湿度引起的响应值相对误差降至8.8%。     

电容式铜掺杂氧化锌湿度传感器的特性

通过水热法制备不同原子数分数铜(Cu)掺杂氧化锌(ZnO)纳米棒材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对所制备样品的结构形貌及表面价态进行表征与测量。采用介电泳(DEP)操控技术将不同材料按照电场的分布均匀排列在叉指电极之间,制成电容式湿度传感器。测试数据表明与未掺杂ZnO样品相比,Cu掺杂ZnO样品尤其是原子数分数2%及5%Cu掺杂ZnO,具有更好的灵敏度等传感特性。Freundlich模型拟合结果表明,Cu掺杂能够有效提高材料的湿度吸附强度与容量。同时结合复阻抗频谱与多层吸附理论对传感机理进行深入讨论,结果表明适量Cu掺杂能够有效提高敏感材料中氧空位浓度,进而提供更多吸附位点,提高湿度传感特性。     

Zr掺杂的SnO_2瓷的压敏和介电性质

目前电子陶瓷工艺普遍采用ZrO2球作为磨介。为了弄清ZrO2球磨损对压敏瓷性能的作用,系统研究了ZrO2对(Co,Nb)掺杂SnO2瓷的压敏和介电性质的影响。当ZrO2的含量(摩尔分数)从0.00增加到1.00%时,(Co,Nb)掺杂的SnO2压敏电阻的击穿电压从345 V/mm增大到485 V/mm,1 kHz时的相对介电常数从1 590减小到1 120。晶界势垒高度测量表明:在实验范围内,Zr的含量对势垒高度的影响较小。SnO2的晶粒尺寸的迅速减小是击穿电压增高和介电常数迅速减小的主要原因。对Zr掺杂量增加引起SnO2晶粒减小的根源进行了解释。     

Effect of Synthesis and Sintering Conditions on the Thermoelectric Properties of n-Doped Mg2Si

Magnesium silicide (Mg₂Si)-based alloys are promising candidates for thermoelectric (TE) energy conversion in the middle–high temperature range. The detrimental effect of the presence of MgO on the TE properties of Mg₂Si based materials is widely known. For this reason, the conditions used for synthesis and sintering were optimized to limit oxygen contamination. The effect of Bi doping on the TE performance of dense Mg₂Si materials was also investigated. Synthesis was performed by ball milling in an inert atmosphere starting from commercial Mg₂Si powder and Bi powder. The samples were consolidated, by spark plasma sintering, to a density >95%. The morphology, and the composition and crystal structure of samples were characterized by field-emission scanning electronic microscopy and x-ray diffraction, respectively. Moreover, determination of Seebeck coefficients and measurement of electrical and thermal conductivity were performed for all the samples. Mg₂Si with 0.1 mol% Bi doping had a ZT value of 0.81, indicative of the potential of this method for fabrication of n-type bulk material with good TE performance.     

液相包覆法引入B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷介电性能的影响

以BaCO3和TiO2粉末为原料,采用固相反应法合成Ba2Ti9O20主晶相,以H3BO3溶液为前驱液,通过液相包覆技术引入B2O3助烧剂以降低Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度.研究了液相包覆B2O3对Ba2Ti9O20陶瓷的烧结和介电性能的影响.结果表明,液相包覆B2O3后,Ba2Ti9O20陶瓷的烧结温度从1400...     

磁电复合薄膜用高性能压电陶瓷靶材的制备

采用固相法制备了高性能的Pb(Zr0.54Ti0.46)O3压电陶瓷靶材。通过调整Sr掺杂比例,获得高性能的压电陶瓷配方,以高性能锆钛酸铅(PZT)粉体为原料,经冷等静压和高温烧结制备出磁控溅射需要的、直径为73.6mm的压电陶瓷靶材。     

凝胶注模工艺制备Ce0.9Gd0.1O2-δ粉体及性能研究

采用凝胶注模工艺制备了Ce0.9Gd0.1O2-δ（GDC）粉体,对其性能进行了TG-DSC、XRD、TEM和粒度等表征,分别与同等原料采用传统固相合成工艺制备的粉体,与不同原料同种凝胶注模工艺制备的粉体进行了性能比较。采用不同压力成型了坯体,在1350℃烧结得到瓷体,对粉体的烧结性能和瓷体的电导性能进行了表征。结果表明：采用凝胶注模工艺在600℃就能获得纯相GDC粉体,比固相反应合成GDC粉体温度降低400℃;相比以氧化物为原料合成的粉体,以硝酸盐为原料采用凝胶注模工艺合成的粉体有助于氧化钆在氧化铈晶格中的固溶;在1350℃烧结获得相对密度为96.5%瓷体,600℃电导率为0.0258S/cm,满足中温电解质材料对电导率的要求。     

Pt/YSZ泵氧电极响应特性研究

以钇稳定氧化锆(简称YSZ)为固体电解质,Pt/YSZ为电极材料,制备了NOx传感器。采用计时电流法(chronoamperometry)和电化学阻抗法(EIS)研究了Pt/YSZ泵氧电极对O2和NO的响应特性。结果表明,氧气浓度基本不影响电极活化能,在相同测试温度下,随着氧气浓度的增加,泵电流呈直线增加,界面电阻降低;氧气浓度一定时,泵电流与测试温度呈指数关系。特定测试温度下,随着NO浓度增加,泵电流呈指数增长趋势,而界面电阻逐步降低。     

BCL助烧剂对CSLST微波介质陶瓷性能的影响

采用B2O3-CuO-Li2CO3(BCL)作为助烧剂对(Ca0.9375Sr0.0625)0.3(Li0.5Sm0.5)0.7TiO3(CSLST)微波介质陶瓷进行降温烧结。系统讨论了BCL的添加量对CSLST微波介质陶瓷的烧结行为、晶体结构及微波介电性能的影响。结果表明:BCL的加入将CSLST陶瓷的烧结温度从1 250℃降至925℃。当BCL添加量小于质量分数5.5%时,样品中只含单一的钙钛矿结构晶体,而当BCL添加量大于质量分数7.5%时,则会产生第二相。添加BCL的质量分数为5.5%,烧结温度为925℃保温5 h,所制CSLST陶瓷具有良好的微波介电性能:εr=86.69,Q.f=2 267 GHz,τf=29.3×10–6/℃。     

一种新型的YSZ栅MOS氧传感器及其响应机理

ＹＳＺ栅ＭＯＳ氧传感器是一种新型的氧敏器件，它是通过在场效应晶体管的绝缘栅上沉积一薄层ＹＳＺ制成。本文介绍这种传感器的响应机理，讨论ＹＳＺ固体电解质的晶体结构对电导率的影响，给出微观分析结果和对时间的迅速响应特性。     

全固态CO气体传感器

概括了目前CO气体传感器的国内外发展状况,提出了传统电化学气体传感器存在的问题,介绍了一种利用Nafion膜为固态电解质的CO气体传感器,阐述了它的工作原理。对电极材料?薄膜材料?固态电解液?电路等关键技术进行了讨论,重点介绍了电极的活化、液态电解质的固化及传感器的抗干扰、抗恶劣环境影响等技术研究,给出了传感器的结构和电路原理图,讨论了传感器的性能特点和发展方向。     

钛酸铋掺杂对BaTiO3-Nb2O5-ZnO陶瓷微结构和介电性能的影响

采用固相反应法制备了Bi4Ti3O12(BIT)掺杂的BaTiO3-Nb2O5-ZnO(BTNZ)陶瓷,研究了BIT掺杂对所制陶瓷晶体结构、烧结性能及介电性能的影响.结果表明:BIT掺杂改善了BTNZ陶瓷的烧结特性.随着BIT量的增加,四方率c/a增大,电容变化率减小.当质量分数w(BIT)为1.0%,1 230℃烧结...