Nasicon材料的制备及气敏特性研究

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1、万方数据文章绩毒：lOOi一973l强000j040388—02Nasicon材料的制备及气敏特性研究’戚垒清，邱法斌，全宝富，孙良彦，徐宗疏(吉林大学电子工程系，吉林长春130023)箍姜：采_】ll高温霹橱烧结方法．审l每了Nas泌on霹体电膏F蓑薅葑。并联l歉、xRD等手段蹿材幸}韩蛆建和酶鞠她鹌连静了表錾。囊豺静电阻率琏温度变犯穗裁试结慕基硪上，进一步攫所夸矗砖hbs{c{)n材寿}诈离子导体、B80晦一L如C如茇告盐作敏感电镀材特制成c()z传感嚣，考察了材料的气敏性能。结果表明材料对c0。冉有盘好的气载特性厦抗水蒸汽干托性能

2、。美键词：Nasicon；快离子导体；高温固相法；eO☆传感器中囤分类号：TB38l文献标识码：Al号I西Nasicon(N矗Superionieconduet。r)是～种彝蠢嶷好离子电导率的露体戆勰骥+它蛑缝痰通式鸯N8mz轻瓯魏一；0拄口在我系统孛羚z==i，8～2。2鸯荤豁荤褥，其余誊势三方缝稳粥，实验孛重点考察了z=2黠材料豹蒋睦。利用蠲体电解质制柞c如传感器+蓄先怒出Gauthjer-“1977年提出的+他当时采用的固体电解磺魁K≈cO，材料。据文献报导1”，Nasicon材料对c02气体具有良好的敏感性及选择性。Nasi∞n

3、C(J。传感器可看作如下的化学电池c4]。c02+空气，Aul碳酸盐

4、lNasiconPt，C00十空气(敏感电极)(接触电檄)在两极处发烧的反应可以写戚1L≈c。3(嚣鑫GO，)一2Lr(Ba胂)+eO。+毒02+2f‘(敏感毫毂)，2N矿+÷(X+2e一一N8zo(Nasicon中)(接融电扳)o根据能斯特方禚，当两电极表面的氧分压相等时，袋摘出电势为F哥￡a+(R丁／2F)1n(P∞．)其中岛描翳s一蝙c，角标s和c分别代表敏感电极和接触电极。采用鲰C魄一L珏c(X复合碳酸盐作敏感电投材料，使元件的响应特性及抗承蒸汽干扰性能得到明

5、显改善，从而在寒用化程囊上取得了避蕊。2实黢2．1材料裔成本义采用高温固相反应法制各№i∞n材料。舆体过程如下；将Naap()，、zrsiO．、S曲：(均为分析纯)接一定薏己比充分研磨5h。之借将研磨好的原材料置于石英舟中，艘^瞥式电阻炉内，缓慢舞溢嚣800℃+井在1100℃恒温10h，热嚣8然降温蓟室温。最矗将筑舞撼嫠乾裁痿抟Nas沁n获垆串取穗，霹褰盛羚。薮A手爨塔孛箦焉。z．2器译制傩(1)将绕黼戚溅酌铂丝埋ANasicon粉料中．然后加压(10MPa)，制戒smm×2mm×0．5mm的坯片，再崧1100℃热处理5h，自然砖却溅室

6、温，作为敏感基体，见图“a)，清洗后备用。(2)将BaC()。一Lbc饶复合盐用熔融淬玲法结晶在敏感体一端，同时将盘嘲擞寝碳酸盐上作为电极。其结构见圈l(b)左侧。(3)在敏藏体瓣舞一端，用蘸铂酸潦裁法剿作髓攫，丽黠蒋铂霹安置在档藩土裕鸯接瓣龟摄，觅墅i(b)右弱。篷l持感器菇转及蒯试电路示意嚣FiglSchemat泌dmgramof5ensorstructureandexperimentalcircuit2．3材料表糕(1)用KBr压片法在美国Nicolet公司5Dx戳FTIR光谱分析仪上记录烧站前后Nasicon样品的红外光谱。测缀

7、渡数为400～1400cm一。(2)在常涤下+聚藤D／max．rA型B本理学转鳃X光错射分辑坟(en靶，^燃1．s4酾×i0一om>对样品爨援进簿分辑。舞援速率：4d遍／热}n。<3)称取垂oomgNasi∞n耪辩，用天津市辩学器材公司辞器试验厂生产的769YP一15型粉束式样压片帆聪戚矗径为lOmTn、厚lmm的蹦片。在圆片两侧面豫上金电授艘目f线，然后、800℃烧结15min，用上海仪器仪表研究所生产的zLs钾能LcR测量仪铡其电照帛。·基金束赫：“九摄”国家科技攻关蠹助项目，国家自然科学蕻金资助项且(69774027)收稿日期：t

8、999一05—17388‘棼嚣材辩》20袖t3l(4)万方数据3结果与讨论3．1lR分耩扶疆2孛霹以囊裂；在sOo～6∞em叫之麓有一缝孛强熬驳收带，这归属于SiQ的弯曲振动；900～1200cm“之阉的强吸收带是pO。的律绩振动，这秘文献撮导是一致的[5．6】。随繁z值的减小，农10lOcm。处的吸收谱逐渐减弱，900蹦叫处的吸收谱逐渐增强，而lloocm_1附近的吸收谱基本没有变化。这表明产物中Na+离子的含量减少了，并蠢在产物结构中形成了多种不尚键强的Po‘四简体∽3。另外，从样品的红外谱圈中还胃浚器羽，它儒都表现努较簿萃赫红终唆

9、牧，雨本象其它多聚磷羧盐艨裘瑷戆复杂熬{芏终吸收谱蚕。放露说疆产凌舆凑毖较鳃戆耪摆缀成啪。滚数妒姻瓣一豳2N攫sicon材料的红外光谱Fig2IRspectraofNasicon3．2XRD分耩袄黼3箍示的