34快離子導(dǎo)體-資料下載頁(yè)
2025-08-05 00:29本頁(yè)面
【正文】 天津理工大學(xué) 氧傳感器將氧化鋯燒結(jié)成管狀， 并在內(nèi)層與外層涂上白金 (Pt)。做 電極 電動(dòng)勢(shì) 連接內(nèi)層和外層電極 氧傳感器結(jié)構(gòu) 天津理工大學(xué) 單斜 ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆?ZrO2會(huì)產(chǎn)生 7－ 8%的體積收縮，而逆向轉(zhuǎn)變則會(huì)有相應(yīng)的體積膨脹，所以 ZrO2燒結(jié)制備過(guò)程中，由于降溫時(shí)發(fā)生四方 → 單斜相變引起燒結(jié)體開(kāi)裂 。為防止相變引起的開(kāi)裂，可在氧化鋯 中加入少量堿土金屬氧化物(MgO、 CaO等 ) 或稀土氧化物 (Y2O CeO2 等 )，使 ZrO2 穩(wěn)定為螢石結(jié)構(gòu)。 純 ZrO2沒(méi)有離子導(dǎo)電性，而且存在相變： 天津理工大學(xué) 在防止開(kāi)裂的同時(shí)，晶體結(jié)構(gòu)中 還產(chǎn)生了大量的氧離子空位 。 (1x)ZrO2 + xCaO = Zr1xCaxO 2x +xVo 氧離子空位 在電場(chǎng)作用下，氧離子可通過(guò)氧空位擴(kuò)散而導(dǎo)電 , 但其間只允許氧離子通過(guò)，而其他氣體離 子因離子半徑及電價(jià)的不同 則不能通過(guò)氧空位參與導(dǎo)電。 天津理工大學(xué) O2 Pt 電 極 Pt 電 極 電動(dòng)勢(shì) 被檢測(cè)氣體 O2(a) 空氣 O2(c) )()(ln=22aPcPnFRTEOO同時(shí)在電極兩端產(chǎn)生相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)： 天津理工大學(xué) ? 內(nèi)層電極與大氣接觸，所以氧氣濃度高，外層電極與排氣接觸，氧氣濃度低。當(dāng)排放的廢氣中所含的氧相對(duì)少，氧化鋯兩側(cè)的電極所接觸到的氧氣高低落差大，所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)也相對(duì)高 (將近 1V)；當(dāng)燃燒完所多余的氧氣較多時(shí)，氧化鋯兩側(cè)的白金層的氧氣落差小，因此所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)低 (將近 0V)。 氧傳感器工作原理 電動(dòng)勢(shì)的信號(hào)傳送到調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)改變油量大小進(jìn) 行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。 天津理工大學(xué) 2 高溫燃料電池 負(fù)極燃料： H甲烷、碳?xì)浠衔铩睔? 正極氧化劑： 空氣 電解質(zhì)： 固體氧化物（高溫具有傳遞 O2能力）， 如： Y2O3 、 CaO；摻雜的 ZrO2 或 CeO2 固溶體 天津理工大學(xué) （ 1）負(fù)極燃料 H2和 O22 反應(yīng)在催化劑作用下反應(yīng) OH2OH 222 ? ???+ ?? e反應(yīng)過(guò)程： 22 O2eO21 ? ??+ ?（ 3） e在外電路形成電流 （ 2）正極 O2（空氣）和電子結(jié)合生成 O2， O2在兩 側(cè)氧濃度差的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)電解質(zhì)中的氧空位躍 遷，到達(dá)負(fù)極
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