【正文】
測(cè)試不同溫度下電解質(zhì)和電極界面的電阻的方法。為了更加深入地研究極限電流值與氧體積分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系,根據(jù)不同氧分壓體積分?jǐn)?shù)的極限電流值,作出ILφ(O2)曲線圖,并且對(duì)其進(jìn)行了擬合,(b)所示,從圖中可以看出,ILφ(O2)的線性相關(guān)系數(shù)達(dá)到99%以上,說明用絲網(wǎng)印刷工藝制備出的LSCF/SDC極限電流型氧傳感器所測(cè)得極限電流與被測(cè)氣氛中的氧體積分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系,這一結(jié)果符合Kundsen擴(kuò)散模型,證明與參考文獻(xiàn)重合。 (a)LSCF/SDC絲網(wǎng)印刷氧傳感器在φ(O2)=%時(shí)不同溫度下的電流—電壓(b)LSCF/SDC絲網(wǎng)印刷氧傳感器極限電流與溫度的關(guān)系根據(jù)Kundesen擴(kuò)散相關(guān)理論,得到該模型下極限電流IL與所測(cè)氧分壓φ(O2)的理論公式即為:IL=4FDKSPRTL?φ(O2) ()其式中:DK為氧分子的Kundsen 擴(kuò)散系數(shù)。這一現(xiàn)象通過其在低氧、高氧等一些列濃度范圍內(nèi)的響應(yīng)時(shí)間段可以看出。另對(duì)于高氧濃度范圍內(nèi)的響應(yīng)時(shí)間比低濃度范圍內(nèi)的響應(yīng)時(shí)間要小,分析認(rèn)為是由于加入電子阻礙材料后極限電流與氧體積分?jǐn)?shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系更加精確,在高氧濃度環(huán)境下,氧體積分?jǐn)?shù)的微弱變化,在極限電流值上所表現(xiàn)的會(huì)很明顯,而加入電子阻礙材料后縮短了這種從變化到表現(xiàn)出來的時(shí)間間隔,該結(jié)果也證實(shí)了文章前面所推出的本類型極限電流傳感器在檢測(cè)高氧體積分?jǐn)?shù)時(shí)更有優(yōu)勢(shì)這一推論 本章小結(jié)本章對(duì)以LSCF為致密擴(kuò)散障礙層陰極材料,利用絲網(wǎng)印刷工藝刷制在SDC基片上制成的極限電流型氧傳感器,并且對(duì)其氧敏性能進(jìn)行了研究,初步得出以下結(jié)論:(1)利用溶膠凝膠法制備的LSCF電子障礙層粉體經(jīng)過900℃處理后,經(jīng)由XRD物相分析可以看出其已經(jīng)合成了單一穩(wěn)定的復(fù)合鈣鈦礦型結(jié)構(gòu),比較標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片得出其合成了所需要的粉體。氧化鋯氧傳感器的研究進(jìn)展[J].儀表技術(shù)與傳感器,2007,3:13.[25] Kondo H,Saji K,Takahashi H,et al Thin film airfuel ratio sensor[J].sensors and Actuators B:Chemical,1993,13(1):4952.[26] Takeuchi T,Igarashi current type oxygen sensor[J].chemical sensor Technology,1988,1:7995.[27] Takeuchi sensors[J].Sensors and ,14(2):109124.[28] Saji K,Kondo H,Takahashi H,et of H2O,CO2 and various busti ble gases on the characteristics of a limiting currenttype oxygen sensors[J].Journal of applied electrochemistry,1988,18(5):757762.[29] 孫明濤,孫俊才,季世軍,CeO2基固體電解質(zhì)材料研究進(jìn)展[J].稀土,2006,27(4):7882.[30] 劉莉,唐超群,CeO2基中低溫固體電解質(zhì)材料研究進(jìn)展[J].電源技術(shù)2001,25(6):428431.[31] Doshi R,Richards V L,Carter J D,et of SolidOxide Fuel Cells That Operate at 500℃[J].Journal of the electrochemical society,1999,146(4):1273(4):12731278.[32] Kindermann L, Das D, Nickel H, et al. 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[60] [D],包頭:內(nèi)蒙古科技大學(xué),2013.致 謝本篇論文是我讀大學(xué)以來第一次由自己認(rèn)認(rèn)真真的所作的論文,同時(shí)也是在指導(dǎo)教師周老師的嚴(yán)格要求下,姚學(xué)君師兄的悉心幫助下完成的。這些對(duì)我以后更深入的學(xué)習(xí)也是很有幫助的。最后,我發(fā)自內(nèi)心的感謝實(shí)驗(yàn)室老師們的細(xì)心指導(dǎo);感謝實(shí)驗(yàn)室同學(xué)們的互相幫助;感謝所有師兄們的幫助。同時(shí),我們組的宿升聰同學(xué)也幫助我很多。5 結(jié) 論(LNF)和La1xSrxCo1yFeyO3(LSCF)作為致密擴(kuò)散障礙層陰極材料,采用Sm摻雜CeO2( ,SDC)作為氧傳感器的固體電解質(zhì)材料,采用絲網(wǎng)印刷工藝制備出了致密擴(kuò)散障礙層極限電流型氧傳感器。通過查閱文獻(xiàn),并且經(jīng)過分析可以認(rèn)為:一方面認(rèn)為加入即使微量的電子阻礙材料也會(huì)影響其固體電解質(zhì)的尺寸,進(jìn)而影響其阻抗。: ()在穩(wěn)定被測(cè)氧分壓氣氛下測(cè)量,可令: (): (): ()可以令: ()進(jìn)一步簡(jiǎn)化可得: ( ),與應(yīng)呈現(xiàn)較好的線性關(guān)系。從圖中可以看出,隨著測(cè)試溫度的提高,極限電流平臺(tái)及極限電流值也隨之增大。將圖中的半圓延長與橫軸相交得到的中間值即為電極界面電阻,半圓左側(cè)與橫軸相交的值則為固體電解質(zhì)的電阻。形成了類似于海綿狀的結(jié)構(gòu),內(nèi)部孔隙率大且蓬松。且峰形尖銳,表明用固相發(fā)應(yīng)合成法在1250℃下恒溫4h條件下,LSCF完全合成,結(jié)晶良好,是單一的斜方晶系鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。稱取一定量的LSCF粉體于陰極瑪瑙研缽內(nèi),爾后,加入3%5%的乙基纖維素于研缽內(nèi)。 (3)SDC/LNF絲網(wǎng)印刷工藝制備的氧傳感器,在550℃~750℃,%~%區(qū)間內(nèi),都獲得了較好的極限電流平臺(tái),極限電流