LaNiO系薄膜复合材料氧敏性能的研究

《LaNiO系薄膜复合材料氧敏性能的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要f汽车尾气带来的环境污染问题日益严重，为了能有效降低有害气体的排放和提高燃油燃烧的经济性，氧敏传感器作为汽车发动机控制空燃比的反馈元件被广泛的使用。到目前为止，有两种类型的氧敏传感器应用于汽车发动机空燃比的控制，一种是以Z而，为基的浓差电池型氧传感器，另一种是以TiO：为基的半导体阻抗变化型氧传感器oJ本文以La．Ni—o薄膜复合材料为研究对象，从制各方法、氧敏性能及掺杂对薄膜性能影响三个方面，对这种新型汽车A／F控制用氧敏材料进行了系统的研究。首先研究了采用直接硝酸盐分解法和加入络合剂的硝酸盐分解法制备单一钙钛矿结构LaNio，多晶粉体的过程。／(1)xRD谱图表明无论是直接硝酸

2、盐分解法还是硝酸盐络合分解法，制备钙铁矿结构LaNio，的反应过程为：首先是前驱体凝胶在较低温度下分解为中间产物，然后在比较高的温度下这些中间产物再合成LaNi0，，即LaNiO，是经过固相反应形成的。(2)络合剂的加入和选择对形成单一钙钛矿结构至关重要，直接硝酸盐分解法在8000c下焙烧2h不能得到单一的钙钛矿结构的LaNiO、晶相，而加入络合剂则可以在较低温度下合成具有单一钙钛矿结构的LaNiO，，但不同络合剂的效果并不一样，采用柠檬酸作为络合剂合成的LaNiO，晶型要好于EDl'A作为络合剂合成的晶型，采用乙酰丙酮作为络合剂对LaNio，的形成没有任何促进作用。厂一其次，研究了采

3、用硝酸盐为原料、柠檬酸为络合剂的无机盐溶胶．凝胶法(IsG)合成LaNi0，复合氧化物陶瓷薄膜的工艺过程。(得出以下结论：(i)烧结温度是形成钙钛矿结构的关键因素，当温度过低，还没有形成LaNi0，单一相，当温度过高，LaNiq分解为La2Ni0．和NiO相：预烧温度对薄膜表面形貌有强烈的影响，实验确定预烧温度与烧结温度都选用8000c。(ii)利用正交实验确定了溶胶中络合剂柠檬酸的用量、溶剂水和乙醇的比例、交联剂乙二醇的用量、烧成过程中升温速度这几个关键因素对薄膜性能的影响，其中柠檬酸的用量、溶剂水和乙醇的比例对于薄膜质量影响较大。厂。采用柠檬酸为配体的溶胶．凝胶法合成了钙钛矿稀土复

4、合氧化物LaB0，(B=Cr、Fe、co、Ni)陶瓷薄膜，并研究了它们的氧敏性能。(结果表明：(i)柠檬酸为配体的溶胶-凝胶法合成的钙钛矿稀土复合氧化物LaB0，(cr、Fe、co、Ni)的晶胞参数大小不仅与B位离子半径大小有关，而且与其3d电子组态形式有关；(ii)LaFe03、Lacr0，和Lac003陶瓷薄膜的室温电阻很大，表现出半Thegas—sensingpropertiesofLaB03(B=Cr、Fe、Co、Ni)thin们Impreparedbyso卜geImethodhadbeenresearched．majorconcIusionincIuded：(i)Forthe

5、LaB03(B=Cr、Fe、Co、Ni)thinfiIms，theFe3+andCr3+werenOtJOhn-Tb¨eriOns．thejrlatticedistOrtlOnandthece¨VOlumesweresma¨：ButC03+andNi3+wereJOhn一。re¨eriOns，theirlatticedistOrtiOnandthece¨voIumeswereIarge．(ii)ForLaCr03，LaFe03andLaC003thinfIlmsthejrsheerresistancewasVeryhighatrOOmtemperatureandresistance—t

6、emperaturecoefficientwerepOOrLaNi03thin稍lmhadIowresjstiVjtyuntiI8000Cinamannersim¨artOthatofmeta¨ic∞nductOrs．anditwouIddecomposeabOVe8000C．oxygen．tO-metaIcharge—lransferenergydec哈asedacrossthet限nsitionmetalseriesofCr、Fe、Co、Ni．(iii)Thecha阳cteristicsofd—eIectronOfBionsmainlydeterminedthethinnImpro

7、perties．Themoreacti、，ityBionwas，thebettertheoxygen—sensingcharacterOfLaB03lhin行Imwas．LaNi03_6(0<6