LaBMnO3-ZrO2复合极限电流型氧传感器的制备与性能.pdf

第卷第期硅酸盐学报., .
年月,
复合极限电流型氧传感器的制备与性能
丁磊,贾鹏鹏,季惠明,谢贵久,徐廷献
天津大学材料学院,先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津
摘要:采用高温固相反应法制备了电导率为/ 数量级的,,致密扩散障混合导体陶瓷用化学共沉淀法制备了高温
电导率为/ 数量级的氧化钇稳定氧化锆【,固体电解质陶瓷。用瓷片复合工艺将致密扩散障陶瓷与陶瓷复合,
制备出了致密扩散障极限电流型氧传感器。对该传感器进行氧敏性能测试,结果表明:以为致密扩散障碍层、为固体电解质的极限电
流型氧传感器,在体积分数为%氧含量范围内,均能获得较好的极限电流平台,电流最大值达到;出现极限电流平台的电压区间为.~
;氧含量与极限电流呈指数对应关系,反应时间约。此传感器制备工艺简单、过程可控,为该传感器的理论与应用研究打下了基础。
关键词:氧传感器;极限电流;制备与性能致密扩散障碍层;固体电解质
中图分类号:. 文献标志码: 文章编号:


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有关资料刊统计,城市中%以上、% 传感器能在较宽的空燃比范围内工作且响应快,性能
以上和%以上的污染来自汽车排气。汽稳定,成为汽车尾气传感器的主要发展趋势;孓因
车净化的主要方法是利用氧传感器和催化剂,将有此,对极限电流型氧传感器的研究具有重要现实意
害成分、和通过化学反应转化成为无义。
害的、和。目前,氧传感器按原理和结国内外已经有许多人开展了极限电流氧传感器
构主要分为种类型:.固体电解质浓差电池型、的研究, 剐采用磁控溅射技术在氧化钇稳
氧化物半导体型和极限电流型,其中极限电流型氧定氧化锆,基体表面
收稿日期:—。修改稿收到日期:。:——. :.
第一作者:丁磊—男,硕士研究生。:,,.
通信作者:季惠明,男,博士,副教授。: .
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第卷第期丁磊等:复合极限电流型氧传感器的制备与性能· ·
制备致密扩散障,但其做出的统测量了不同氧含量下流经氧传感器的电流与加载
致密扩散障碍层过于薄,由于与烧在其两端电压的对应关系,得出极限电流平台值与
结收缩率不同,烧结时易造成层的开裂而透氧含量的对应关系。
氧。研究了电极界面结构对薄膜型极限
结果与讨论
电流氧传感器性能的影响,指出:与接触的阳
极的界面结构对整个传感器的电阻有着决定性的影. 复合传感器材料的微观结构
响,这一结论对实验室自行组装传感器具有重要的图所示为℃烧结温度下的显
指导意义。李丹等叫采用固相反应法,制备了氧离微结构, 可以看出: 、和
子导体,证明用作为氧传感晶粒发育均很完善,而且无明显裂纹和
器的固体电解质材料的可行性,但是采用的、孔洞,致密度很高。晶粒约~,
等成本较高。可能由于烧结温度偏高,晶粒长的较大。
实验中选用,,作为扩散晶粒约~,但均匀性差,最大的达,晶
障碍层,其原料,,具有便宜易界清晰可见。晶粒较小,在左右,
得的优势,以等为固体电解质层,通过简单的晶粒间结合紧密而均匀。以上三者中显
瓷片复合工艺,制备出能检测体积分数下同为~ 微结构均匀性最