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《ZnSnO,3摻雜氣敏特性及其機(jī)理模型研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要摘要本文以一種新型的基底氣敏材料ZnSn03為研究對(duì)象，分別對(duì)這種材料的納米化制備、氣敏性能、摻雜改性等方面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；建立表面態(tài)陷阱模型和化學(xué)吸附過程模型分別對(duì)表面的電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)吸附隋況進(jìn)行了模擬；對(duì)ZnSn03材料表面處Fermi能的相對(duì)位置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)定并提出了Fermi能釘扎理論。利用x射線衍射儀對(duì)三種不同制備方法制出的ZnSn03粉末進(jìn)行成分分析；對(duì)三種不同的Ti02摻八方法所得到的樣品進(jìn)行純度分析。結(jié)果表明：當(dāng)熱處理溫度和時(shí)間分別是600℃和30h時(shí)，可以獲得高純納米ZnSn03粉末；向Ti02溶膠中加入Zn
2、Sn03前驅(qū)體這種摻入方法所得的粉末純度最高。利用TEM對(duì)純ZnSn03粉末以及各種摻Ti02方法得到的樣品進(jìn)行粒徑觀察包括Ti02；利用EDS對(duì)不同摻入方法所得的樣品以及實(shí)驗(yàn)制的Ti02和商用Ti02進(jìn)行元素分析?？捎^察到：草酸一氨水共沉淀法得到的粉末粒徑僅為20rim左右；用向Ti02溶膠中加入ZnSn03前驅(qū)體這種摻入方法并熱處理30小時(shí)后所得的粉末，即樣品TZ30，的粒徑為35nm。利用DSC．TG對(duì)草酸一氨水共沉淀法(C)制得的前驅(qū)體以及TZ30樣品的前驅(qū)體進(jìn)行全程反應(yīng)跟蹤。利用FT-IR對(duì)向Ti02溶膠中加入ZnSn
3、03前驅(qū)體這種摻入方法并熱處理分別為10小時(shí)和30小時(shí)后所得的樣品TZl0、TZ30進(jìn)行了成分分析。結(jié)果表明：TZl0、TZ30中存在極少量的未知物質(zhì)。對(duì)三種不同摻入方法所得的粉末和純ZnSn03粉末進(jìn)行了比表面積測(cè)定，發(fā)現(xiàn)TZ30的比表面積最大。利用SEM對(duì)摻入Ti02的ZnSn03傳感器具有較高的靈敏度進(jìn)行了解釋；觀察了不同種摻八方法的ZnSn03基傳感器表面形貌，從而從微結(jié)構(gòu)上來解釋摻雜量對(duì)靈敏度的影響、不同的摻入方法對(duì)靈敏度的影響。利用HW-30A氣敏檢測(cè)儀對(duì)由所有樣品制得的傳感器進(jìn)行氣敏特性測(cè)試。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：由C法并在6
4、00。C下熱處理30小時(shí)所制成的粉末制成的傳感器在燒結(jié)溫度和時(shí)間分別為700℃和2h時(shí)對(duì)乙醇具有很高的靈敏度，選擇性和穩(wěn)定性。在所有的摻雜劑中，Yi02能顯著提高其靈敏度且是純ZnSn03傳感器的兩倍多，最佳摻雜量為5％mol。此外，摻Ti02的ZnSn03傳感器的回復(fù)．響應(yīng)時(shí)間為10s左右；在有其它氣體存在時(shí)，這種摻雜ZnSn03傳感器仍然對(duì)乙醇有較高的選擇性。由TZ30樣品所制得的傳感器對(duì)乙醇具有最高的靈敏度并保持良好的選擇性。關(guān)鍵詞：電子陶瓷，ZnSn03氣敏材料，摻雜，氣敏特性，機(jī)理模型英文摘要ABSTRACTThisd
5、issertationaimsataNoriginalzinctincomplexoxide(ZnSn031basedgassensitivematerial．Thenano．sizedpowderpreparation，gassensitivepropertiesandmodificationofZnSn03havebeenresearched；thesurfacestatetrappingmodelandchemicalabsorptionprocessmodelhavebeenestablishedtosimulatech
6、emicalabsorptionandtheconditionofelectronmotiononsurface．TherelativepositionofFermienergyonsurfaceofZnSnOsmaterialhasbeeninvestigatedandFermienergyspinningtheoryhasbeenproposed．ThecompositionofZnSnOspowderpreparedbythreedifferentpreparationmethodsandthesamplemanufact
7、uredbythreedifferentTi02additionwayshavebeenanalyzedthroughX—raydiffraction．Asaresult，ultra-purityandnano·sizedZnSnOspowdercailbeenobtainedwhenheattreatedat600℃for30h．Moreover,powderNbricatedfrommethodofadditionofTi02geltoZnSnOsprecipitantshasthehighestpurity．Thepart
8、iclesizesofpureZnSn03，samplesfromvariousTi02additionmethodsaswellastitaniahavebeeninvestigatedbyutilizingtransmissionelectronmicros
