鈣鈦礦型材料的氣敏性質(zhì)研究.pdf

1、隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展及廣大人們生活水平的提高,氣敏傳感器得到了越來越廣泛的應(yīng)用,半導(dǎo)體電阻式氣敏傳感器是目前應(yīng)用最廣泛的傳感器之一.隨著對(duì)半導(dǎo)體氧化物氣敏材料的深入研究,多元復(fù)合氧化物氣敏材料漸漸引起了人們的關(guān)注,成為目前的研究熱點(diǎn).本課題采用采用共沉淀法制備了多元復(fù)合氧化物的前驅(qū)體,再通過兩段高溫焙燒合成得到了分子式為L(zhǎng)a<,0.5>Sr<,1.5>MnO<,4>,La<,0.7>(Ca<,0.53>Sr<,0.47>Mn)<,0.3

2、>,La<,0.33>Ca<,0.67>MnO La<,0.5>Sr<,0.5>CoO等鈣鈦礦氧化物,的復(fù)合氧化物,XRD圖譜證明該復(fù)合氧化物為單相結(jié)構(gòu),產(chǎn)物中沒有雜相出現(xiàn),SEM和粒度分析表明合成的材料粒度均一,成正態(tài)分布.該工藝結(jié)合了溶膠—凝膠法和固相法的優(yōu)點(diǎn),工藝簡(jiǎn)單,易于產(chǎn)業(yè)化.將焙燒后的材料通過PLD方法制備成氣敏薄膜元件進(jìn)行氣敏測(cè)試.研究結(jié)果表明:LaCoO<,3>和La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>材料對(duì)氫氣、

3、乙醇具有良好的靈敏度,但是對(duì)于甲烷幾乎沒有表現(xiàn)出氣敏性.這兩種薄膜樣品對(duì)H<,2>的靈敏度隨溫度上升而增大,這種趨勢(shì)在200℃以上時(shí)進(jìn)一步加劇.且La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>對(duì)氫氣的靈敏度比LaCoO<,3>高.LaCoO<,3>和La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>薄膜樣品對(duì)乙醇的靈敏度度隨溫度上升并在200℃時(shí)達(dá)到一個(gè)最大值,隨后開始振蕩下降.隨著乙醇?xì)怏w濃度的增大,氣敏元件的阻值迅速增加,從乙醇?xì)怏w轉(zhuǎn)移

4、到空氣中時(shí)電阻值降得也越多,氣敏性也越大.盡管La<,0.9>Sr<,0.1>CoO<,3>樣品對(duì)氫氣、乙醇的初始?xì)饷舳缺萀aCoO<,3>高,隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng),LaCoO<,3>對(duì)氫氣的靈敏度基本不變,而La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>樣品的靈敏度則大幅下降至LaCoO<,3>材料之下,表明未摻雜樣品具有更好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性.原因在于以鍶替代鑭后,不可避免地形成了氧缺位.氧缺位的形成,使得晶格氧從內(nèi)部向表面擴(kuò)散,從而補(bǔ)充反