鈣鈦礦型材料的氣敏性質研究.pdf

1、隨著社會生產力的發(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用,半導體電阻式氣敏傳感器是目前應用最廣泛的傳感器之一.隨著對半導體氧化物氣敏材料的深入研究,多元復合氧化物氣敏材料漸漸引起了人們的關注,成為目前的研究熱點.本課題采用采用共沉淀法制備了多元復合氧化物的前驅體,再通過兩段高溫焙燒合成得到了分子式為La<,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,的復合氧化物,XRD圖譜證明該復合氧化物為單相結構,產物中沒有雜相出現,SEM和粒度分析表明合成的材料粒度均一,成正態(tài)分布.該工藝結合了溶膠—凝膠法和固相法的優(yōu)點,工藝簡單,易于產業(yè)化.將焙燒后的材料通過PLD方法制備成氣敏薄膜元件進行氣敏測試.研究結果表明:LaCoO<,3>和La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>材料對氫氣、

3、乙醇具有良好的靈敏度,但是對于甲烷幾乎沒有表現出氣敏性.這兩種薄膜樣品對H<,2>的靈敏度隨溫度上升而增大,這種趨勢在200℃以上時進一步加劇.且La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>對氫氣的靈敏度比LaCoO<,3>高.LaCoO<,3>和La<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3>薄膜樣品對乙醇的靈敏度度隨溫度上升并在200℃時達到一個最大值,隨后開始振蕩下降.隨著乙醇氣體濃度的增大,氣敏元件的阻值迅速增加,從乙醇氣體轉移

4、到空氣中時電阻值降得也越多,氣敏性也越大.盡管La<,0.9>Sr<,0.1>CoO<,3>樣品對氫氣、乙醇的初始氣敏度比LaCoO<,3>高,隨著儲存時間的延長,LaCoO<,3>對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構穩(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,使得晶格氧從內部向表面擴散,從而補充反