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《納米zno基復(fù)合陶瓷厚膜的氣敏特性與應(yīng)用研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要本文以顆粒狀納米ZnO為氣敏基體材料，研究不同的摻雜種類（V2O5和WO3）、摻雜含量（1wt%，5wt%，10wt%，30wt%）和燒結(jié)溫度（450℃，650℃，850℃）等摻雜工藝對ZnO基復(fù)合陶瓷材料的形成及其性能的影響，尤其是大量摻雜所制備的多元復(fù)相氣敏陶瓷的摻雜效應(yīng)；結(jié)合材料的微觀分析(XRD和FESEM)以及相關(guān)理論，闡明了試驗中的電阻和氣敏現(xiàn)象；探討了納米ZnO基厚膜敏感元件對于聚氯乙烯（PVC）熱作用所散發(fā)氣味的檢測實用性，并通過多次重復(fù)試驗評價其氣敏檢測性能。試驗采用高表面活性的納米ZnO使得ZnO—V2O5二元相
2、圖中的液相線轉(zhuǎn)變溫度降低，有液相參與的固相燒結(jié)導(dǎo)致燒結(jié)后的物相種類復(fù)雜；以Zn3(VO4)2為代表的ZnxVyOz系列物相增大了材料的空氣電阻，不利于氣敏性能的改善。1wt%的微量摻雜和450℃的低溫?zé)Y(jié)工藝，保證了Zn-V-O復(fù)合陶瓷較好的氣敏特性。對于納米Zn-W-O體系材料而言，與純納米ZnO相比，30wt%的重量摻雜和450℃的低溫?zé)Y(jié)工藝可使材料對乙醇和苯的靈敏度分別提高6倍和4倍。復(fù)合陶瓷中的輔相發(fā)揮了積極作用，其中WO3升華－冷凝而形成橋接的物理作用以及ZnO與WO3酸堿中心相互的催化作用是獲得優(yōu)異敏感性能的主要原因。另外，極性材料WO3隨摻雜工
3、藝的改變而發(fā)生多相轉(zhuǎn)變，這種多相共存引起Zn-W-O復(fù)合陶瓷的電學(xué)不穩(wěn)定性，從而影響材料的氣敏性能。聚氯乙烯（PVC）的熱伴生氣味檢測試驗開拓了氣敏復(fù)合陶瓷的應(yīng)用范圍，Zn-W-O氣敏元件的測試效果表明，低摻雜含量、高溫?zé)Y(jié)的厚膜氣敏元件相對來說具有較好的一致性。對30次重復(fù)試驗進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，引入標(biāo)準(zhǔn)偏差和相對誤差值來評價元件的氣敏檢測性能。關(guān)鍵詞：納米ZnO基材料復(fù)合陶瓷大量摻雜氣敏特性PVC熱─氣檢測I華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractZnOnanoparticleshavebeenadoptedasthebasicgas-sensingmateri
4、als,itwasstudiedontheeffectofdopingtechniques,suchasvariousdopingmaterials（V2O5&WO3）、dopingcontents（1wt%，5wt%，10wt%，30wt%）andsinteringtemperatures（450℃，650℃，850℃）,toZnObasedcompositematerials’forming,especiallyontheeffectofhighdopingcontenttofabricatingmultiplexcompositegas-sensingc
5、eramics.Thensomeexperimentalphenomenaaboutresistanceandgassensingpropertieswereclarifiedcombiningwithmaterials’microstructureanalyzing(XRD&FESEM)andrelatedtheories.AtlastthepracticabilityofnanosizedZnObasedthick-filmsensingcomponentsfordetectingconcomitantsmellswhenPVCheatedwasdiscu
6、ssed,andtheirtestingabilitywereevaluatedthroughrepetitiousexperiments.FortheadoptionofhighlysurfaceactivationaboutZnOnanoparticles,thetransformativetemperatureofliquidcurveinZnO—V2O5wasfalled.Soliquidphaseparticipatedinsolidphasesintering,whichmadethephaseingredientsmorecomplexafter
7、sintering.SeriesphasesZnxVyOz,withtherepresentativeZn3(VO4)2,increasedtheirresistanceinairandwentagainsttheirgassensingproperties.WellgassensingpropertiesofZn-V-Ocompositeceramicswasensuredbylightdopingcontentwith1wt%andlowtemperaturesinteringwith450℃.Comparingtopurenano-ZnOforZn-W-
8、Ocompositenanoparti
