TiO_2/Cr_2O_3复合气敏陶瓷元件的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法,在Ti O2中掺入一定配比的Cr2O3,制得了Ti O2/Cr2O3复合粉体.通过采用传统的陶瓷传感器制备工艺,制备了旁热式烧结型陶瓷元件.分别在不同浓度的苯和甲醛气氛中,测试了陶瓷元件的气敏特性.研究了加热功率和湿度对陶瓷元件的灵敏度和初始阻值的影响.气敏测试结果表明,制备出的传感器对浓度范围为10～650ppm的苯和甲醛气体都有较好的响应,特别在10～100ppm浓度范围具有较良好的灵敏度.     

掺杂Bi2O3及Sb2O3的SnO2陶瓷气敏性研究

本文以SnO2 为基质材料 ,在其中掺杂了Bi2O3 及Sb2O3 利用烧结法制得陶瓷气敏材料 ,并研究了材料对CO、H2、乙醇及液化气的气敏性能 ,得出了一些具有指导意义的结论。     

甲醛气体传感器的研究

以纳米材料SnO_2、Zn O为原料的气敏传感器对大多数VOC气体具有敏感性.以SnO_2和ZnO为基料制作旁热式甲醛气敏元件,并比较二者的气敏特性.选用对甲醛敏感的SnO_2材料作为元件基料,为改善其对甲醛的气敏特性,选择0.3%La_2O_3、0.5%La2O3、0.7%La_2O_3的3种比例掺杂,运用控制变量法分别在不同烧结温度和不同工作温度下进行测试.结果表明:掺杂0.3%La_2O_3的SnO_2气敏元件在烧结温度为700℃,工作温度为300℃下对甲醛的气敏特性良好.     

锆钛酸钡基陶瓷的制备及性能研究

目的 制备BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷.方法 采用溶胶-凝胶法制备BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷.利用XRD,TEM和SEM等表征分析了样品的物相及微观形貌,并研究了BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷在不同烧结温度下的介电性能.结果 BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷的最佳烧结温度为1280℃,此时陶瓷的致密性较好,结晶度高且晶界明显,测试温度在20℃附近且频率为1 k H z时介电常数达到最大为22100,介电损耗较小约为0.0058.结论 不同烧结温度下的BaZr0.1 Ti0.9 O3基陶瓷样品均为单一的四方相钙钛矿结构,样品的平均粒径和最大介电常数随着烧结温度的逐渐升高而呈现出增大的趋势.     

ZrO2掺杂的SnO2厚膜的制备及性能研究

采用化学共沉淀法和丝绸印刷法成功地制备了ZrO2掺杂的SnO2厚膜型气敏传感材料,研究了不同掺杂量,不同烧结温度的厚膜材料的电学性能及气敏性能.实验结果表明:掺杂降低了纯SnO2厚膜的电阻及敏感温区的温度;不同的烧结温度对气敏性能影响较大,在200℃下对20ppm的H2S气体具有较好的灵敏度(S=5.2),响应恢复时间均小于1min.     

二氧化锡材料对异丙醇的敏感特性研究

基于纳米材料SnO_2的气敏元件对大多数的挥发性气体具有敏感性,以SnO_2为基料制备了旁热式异丙醇气敏元件.对比了纯SnO_2气体元件和掺杂ZnO气体元件对异丙醇的气敏特性,通过控制变量法,选择在相同的烧结温度或工作温度下进行测试.结果表明:在烧结温度为400℃,工作温度为300℃的条件下,掺杂为1%ZnO的SnO_2气敏元件对异丙醇气体的气敏特性较好.讨论了SnO_2材料对异丙醇的敏感机理.     

NanoSnO2酒精传感器的研究

采用溶胶-凝胶技术分别在0.45、1.3 mol/L SnCl2乙醇溶液和0.9 mol/L SnCl2乙二醇溶液3种体系下合成了纳米SnO2粉体,通过XRD和TEM对其结构进行了表征,并对NanoSnO2传感器进行了气敏特性和研制条件的分析.结果表明制作传感器的最佳烧结温度为660℃,加热电压控制在5 V,使其表面温度达到200～250℃,此时传感器的气敏性能最好,而且在0.45 mol/L SnCl2乙醇溶液用溶胶-凝胶法制得的SnO2纳米酒精传感器的气敏性能最好.     

Ba_6Ti_2Nb_8O_(30)和Sr_6Ti_2Nb_8O_(30)陶瓷的驰豫铁电性能

作者用固相烧结方法合成了具有充满型钨青铜结构的Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷.不同频率下Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷介电常数随温度的变化的规律表明,这两种陶瓷的铁电-顺电相变具有明显的驰豫铁电相变特征,相变弥散指数分别为1.95与1.41.它们在1MHz时的居里温度分别为155℃和160℃,两者的居里温度十分相近.同时,对其介电性能的电场可调性进行了初步研究.当外加电场为2kV/cm、频率为10kHz时,Ba6Ti2Nb8O30和Sr6Ti2Nb8O30陶瓷在铁电-顺电转变温度附近的最大介电常数可调度为2.8%和0.3%.     

In2O3基纳米氨敏传感器材料的制备、结构及气敏特性

以InCl3·4H2O为源物质,采用溶胶-凝胶法制备了纳米级的In2O3及其掺杂Ti(Ⅳ)、Cr(Ⅵ)和Mo(Ⅵ)的粉体,并进行了热分析、多晶粉末衍射等表征.作为一种氨敏传感器,离子掺杂明显增强了传感器对另外2种还原性气体H2和CO的选择性.其传感器的敏感机理可能是由于材料对不同气体分子的吸附和活化造成的,掺杂减少了材料表面与H2和CO发生反应的活性位,从而提高了此类材料对氨气的选择性.     

ZrO2对Cr2O3-Al2O3陶瓷增韧的影响

为了研究ZrO2对Cr2O3-Al2O3复合陶瓷的增韧性能，利用WES-100型电液伺服万能试验机研究了ZrO2在Cr2O3-Al2O3陶瓷中的烧结行为以及热处理制度对材料力学性能的影响；并用XRD和SEM分析了陶瓷的韧性与晶体结构及显微组织之间的关系。结果表明，随着ZrO2质量分数的增加，Cr2O3-Al2O3陶瓷的烧结温度降低，烧成的陶瓷的致密度提高。ZrO2晶内的（Cr0．6Al0.4）2O3晶粒能产生巨大的热压应力，阻止裂纹扩散，产生明显的增韧效果。     

成型工艺对ZnCr_2O_4湿敏陶瓷性能的影响

通过不同成型工艺制备了 Zn Cr2 O4湿敏陶瓷 ,讨论了成型工艺对湿敏陶瓷显微结构和性能的影响 ,研究表明 ,不同成型方式得到的湿敏陶瓷湿阻特性和响应时间有明显的区别 ,因此我们可根据实际需要 ,选择合适的成型工艺 ,制备性能良好的湿敏陶瓷     

高介电陶瓷CaCu3Ti4O12的制备及性能研究

对CaCu3Ti4O12陶瓷的制备及性能进行了研究,X射线衍射分析结果表明:将混和、研磨好的粉料在900℃和950℃预烧后获得了CaCu3Ti4O12单相粉料.通过合成过程的成分变化,对CaCu3Ti4O12陶瓷粉末的具体合成过程作出了表述.将预烧后的粉末压制成型,在不同的温度下烧结,介电测试结果表明,1 075℃烧结的CaCu3Ti4O12多晶陶瓷的相对介电常数最高,最高值可达1.23×105;1 060℃烧结的CaCu3Ti4O12多晶陶瓷的介电损耗最小,最小值为0.076.从SEM照片可以看出,1 060℃烧结的陶瓷晶粒均匀细小,粒度不超过5μm,致密性良好;1 075℃烧结的陶瓷呈现大块粘连状态,只在少数区域看到平均粒径超过10 μm的晶粒群.可见CaCu3Ti4O12陶瓷的介电性能与晶粒尺寸有着很大的关系.     

基于GO/TiO2复合材料的乙醇气体传感器

为探讨氧化石墨烯复合材料的气敏性能,以氧化石墨、钛酸四丁酯为主要原料,采用水热法制备氧化石墨烯(GO)与Ti O2复合材料并研究其乙醇气体敏感性能。以钛酸四丁酯及氧化石墨烯为原料,在水性体系中合成Ti O2质量分数不同的GO/Ti O2复合材料,进行XRD和SEM表征及气敏性能测试,讨论了温度、Ti O2质量分数、乙醇浓度等因素对敏感性的影响。结果表明:在工作温度为250℃时,GO/Ti O2(Ti O2质量分数为10%)具有乙醇最佳的气敏响应,显示了良好的气体敏感性,可以用于检测乙醇的气体浓度。     

基于恒流电桥的SnO2气体传感器动态测试系统

为了准确测量室内苯气体含量,设计了一款基于恒流电桥的SnO2气敏传感器苯气体动态智能测试系统．并以C8051F020微处理器为核心,设计了恒流电桥测试电路,实现气敏元件阻值与输出电压呈线性关系．动态加热电路采用微处理器实时监测电源电压,自动调整输出PWM信号占空比,精确控制传感器加热温度,提高气敏传感器检测准确度．结果表明：传感器阻值随气体浓度增加呈乘幂函数衰减规律变化,检测苯气体质量浓度范围为87．86～1757．20mg·m^-3.本系统具有低功耗、高精度、智能化、低成本等特点．     

In~(3+)掺杂SnO_2纳米粉体的制备及气敏性能研究

以自制的SnO2和In2O3为原料,通过固相研磨法制得了一系列掺有In3+的SnO2纳米粉体,利用X射线衍射仪、透射电镜等测试手段对材料的结构、形貌进行了测量和表征.将该材料制成气敏元件,采用静态配气法测试了材料的对Cl2,NO2,H2,H2S,乙醇,甲醛等气体的气敏性能.探讨了掺杂量、工作电压对SnO2粉体材料气敏性能的影响.研究发现:其中当掺杂In2O3的质量分数为3%时,元件在加热电压为3.5 V下对体积分数为30×10-6的Cl2的灵敏度达到3036,而对其他气体几乎没有响应或者响应很小,元件具有较好的响应-恢复特性,响应时间和恢复时间分别是3 s和8 s,最后简要讨论了SnO2对的Cl2气敏机理.     

0.85PZN-0.10BT-0.05PT陶瓷烧结工艺及性能

采用二次合成法制备了 0 .85Pb(Zn1/3Nb2 /3) O3 0 .1 0 Ba Ti O3 0 .0 5Pb Ti O3弛豫铁电陶瓷 ,探讨了烧结温度对陶瓷相结构和晶粒的影响 ,优化了烧结工艺 ,并在此基础上研究了陶瓷的介电性能和电致伸缩性能。结果表明 ,陶瓷中钙钛矿相的含量随烧结温度的升高而不断增加 ,而升高预烧温度对提高钙钛矿相的结构稳定性不利。优化烧结工艺后 ,获得了 1 0 0 %钙钛矿相的陶瓷 ,其峰值介电常数为 60 67,在电场为 2 0 0 0 V/ mm时电致应变可达 5.5× 1 0 -4 。     

新型多壁碳纳米管复合薄膜材料气敏性能研究1

采用射频反应磁控溅射锡（Sn）靶和钨（W）靶的方法制备了SnO2/WO3/MWCNT复合薄膜材料和气敏元件,通过XRD和XPS实验分析了复合薄膜材料的物相结构及表面化学状态,测试了该气敏传感器的气体敏感性能,包括灵敏度、选择性等特性,实验结果表明,该复合薄膜气敏传感器表现出较好的气敏性能,对NO2有较好的灵敏度,对其他干扰气体不敏感。对实验结果与气敏响应机理进行了初步的分析与讨论。     

直流溅射掺杂Pt的SnO2薄膜气敏特性

采用非醇盐溶胶-凝胶工艺在Al2O3基片上旋转涂敷制备掺杂Sb的SnO2薄膜,再经直流溅射制得表面掺杂Pt的Sb∶SnO2薄膜,测试了薄膜对乙醇、汽油、苯、二甲苯、甲苯、丙酮和NH3气体的气敏性能,探讨了不同Pt掺杂量对乙醇气敏性能的影响.结果表明,Pt的溅射时间为90 s时,元件对50×10-6乙醇气体的灵敏度高达43,且薄膜具有较好的响应-恢复特性,其响应时间和恢复时间均为6 s.选择性研究表明,薄膜在加热温度为280℃时,具有很好的酒敏特性和选择性.     

In2O3多孔有序薄膜的制备及其对丁酮气敏特性

利用气/液界面自组装法和溶液浸渍转移法制备了单层和双层氧化铟多孔有序气敏薄膜,并对其进行了气敏特性测试,同时利用多物理场耦合进行气敏特性仿真研究.结果表明,制备的气敏薄膜具有规则的孔道结构,孔壁呈现为具有大比表面积的片状结构.基于该气敏材料的气体传感器对丁酮表现出优良的气敏特性,单层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度350℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为15.37,响应时间仅为4.3s;双层In₂O₃多孔有序气体传感器在最佳工作温度375℃的条件下对质量分数为100×10^-6的丁酮的灵敏度为20.45,响应时间为22.7s.仿真结果与气敏特性测试结果吻合较好.     

CuPc/H2PtCl6有机半导体毒气传感器的制备与性能

针对有毒有害气体的监测问题,采用有机合成工艺制备了CuPc有机半导体材料,并对其进行杂化处理和电极设计,形成了具有较佳性能的毒气传感器．以对甲基苯酚、4-硝基邻苯二晴为原材料,以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,在N\-2保护和碳酸钾的催化作用下合成酞菁分子碎片,再以共溶技术合成了4取代对甲苯氧基CuPc．然后,按照一定比例将CuPc和H\-2 PtCl\-6共溶在甲醇溶液中,杂化合成了有机半导体CuPc/H\-2PtCl\-6气敏材料．并采用多孔电极结构结合真空饺技术形成气敏薄膜型传感器．质谱和红外吸收光谱分析验证了合成工艺路线的正确性．电子扫描观察了多孔电极和气敏膜的微观形貌．气敏性能测试表明,CuPe/H\-2PtCl\-6对Cl\-2和H\-2S等有毒气体有较好的敏感性和选择性．