sol-gel法制备ZnFe_2O_4及其NO_2气敏性能的研究

采用sol-gel法制备了尖晶石结构的ZnFe2O4粉体,以其为电极材料在钇稳氧化锆陶瓷片(YSZ)上利用丝网印刷技术制备了片式NO2传感器,并对传感器在不同NO2浓度和不同温度下的输出电动势E和响应时间进行了研究。结果显示:在φ(NO2)为(68～494)×10–6范围内,E随着NO2浓度的增大而增大,并与NO2浓度的对数呈现良好的线性关系。在600℃高温时,传感器上升和下降响应时间分别为60和120s,且重复性较好。但随着工作温度的升高,传感器的灵敏度下降。

NiO敏感电极NH_3传感器制备及其响应性能

以Ni O为敏感电极材料,钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷片为电解质材料,采用丝网印刷技术制备了片式混合电势型NH3传感器,对传感器在不同NH3浓度和不同工作温度下响应性能进行了研究。结果显示:在工作温度为550℃时,传感器对NH3的响应值最大,达到-57 m V。制备的传感器在550℃时,对(50~600)×10-6NH3具有良好的响应性能,响应信号与NH3浓度的对数呈现出良好的线性关系。在550℃高温时,传感器表现较好的重复性,但其交叉敏感性有待提高。为阐述传感器的敏感机理,进行了交流阻抗测试研究。

大学物理实验开放式教学的探索与实践

结合新建本科院校实际,对大学物理实验开放式教学进行了探索和实践。从教学内容、教学时间、具体操作等方面介绍了开放式教学的组织和实施过程。实践教学证明,开放式教学取得了良好成效。

大学物理实验教学实施创新教育初探

主要从改革实验教学模式,构建多层次创新实验教学体系,建立虚实结合的实验创新教育平台,确立新的教学评价体系等几方面,对大学物理实验教学实施创新教育进行了初步探索。

氧气对NO_x传感器气敏特性的影响

实验采用丝网印刷技术制作了以钇稳定氧化锆固体电解质(YSZ)为固体电解质、NiO为敏感电极和Pt为参考电极的混合电位型NOx传感器,并在高温(450～750℃)含NO和O2气氛中测试其气敏性能。测试结果显示该传感器在450～500℃和550～750℃时分别表现为电势幅值随温度升高而减小的正电势和负电势;同一NO浓度下,电势和半圆弧型阻抗谱只是随着O2含量在一定范围内的增大而分别增大和缩小。考虑到O2会把NO氧化成NO2,同时结合对传感器的理化性能、响应电势和阻抗谱及工作机理的的分析,研究了O2对NOx传感器气敏性能的影响。

极限电流型氧传感器的多层共烧制备

实验采用5%摩尔钇含量氧化锆流延生瓷片,经过厚膜丝网印刷,叠片热压,多层共烧制备了氧化锆极限电流型氧传感器;通过热膨胀仪、数字显微镜、扫描电子显微镜(SEM)等手段对其进行了物理性能的表征,并对该传感器在923K温度氧浓度1100×10-6～90%范围内的气敏特性、响应时间等进行了输出特性的研究。实验结果表明共烧制备的传感器在上述氧浓度范围内具有较好的电流平台,且极限电流与氧浓度存在正常扩散模型具有的线性关系;工作温度在923K,氧浓度在21.24%和5.06%之间变化对应的传感器响应时间呈现出较好的重复性,且均在1s以内。

气压变化对极限电流型氧传感器输出特性的影响

对气压变化对极限电流型氧传感器扩散机理的影响进行了研究。实验中将扩散孔径为30μm的极限电流型氧传感器先后放置在不同气压环境中进行了电学性能测试。实验结果显示:在常压下该氧传感器的极限电流IL与氧浓度的对数表达式ln(1-XO2)具有很好的线性关系,呈现正常扩散模型的特征。但在低气压环境下,该传感器的极限电流IL受气压P的影响,并呈现Knudsen模型的某些特征。

变频式氧传感器输出特性的研究

介绍了一种新式氧化锆固体电解质变频式氧传感器，其结构由敏感电池和氧泵两部分复合构成。理论推导在浓差电势E1—E2范围的响应时间t与被测氧分压P1呈正比关系。实验测试数据显示：在保持浓差电势E1，E2在均不超过200mV的范围时，时间t与被测氧分压P1之间的确呈现出非常好的正比关系，线性相关系数R均大于0．986。但当电势E1，E2超过200mV后，实验结果却与理论严重不符。经过初步分析，当浓差电势超过一定值后，空腔内的较低氧分压改变了固体电解质性质，使氧泵的电导率发生了变化导致理论推导的偏差。

复合电极对NO_2气敏特性的研究

为提高混合电势型NO_2传感器的气敏特性,在传感器敏感电极ZnFe_2O_4中加入一定量的钇稳定的氧化锆(YSZ)作为复合电极,研究了复合电极对NO_2的气敏特性。实验结果显示:复合电极对NO_2具有更优异的特性,提高了NO_2传感器的响应值和灵敏度。从传感器敏感机理分析,敏感电极中掺入YSZ使得三相反应界面增多是复合电极对NO_2具有优异特性的主要原因。

NiO/YSZ结构NO传感器的敏感特性

制备以Y2O3稳定的ZrO2(yttria stabilized zirconia,YSZ)为固体电解质、NiO为敏感电极的混合电势型NO传感器。用X射线衍射仪和扫描电镜对该传感器进行理化分析,测量其在不同高温和不同NO体积(下同)浓度的气氛中的响应电势,通过电化学阻抗谱分析法研究该传感器的高温阻抗谱特性。结果显示:在500～750℃,该传感器响应表现为与NO浓度的对数呈明显线性关系的负电势,电势幅值和灵敏度均随工作温度的升高而减小。在600℃,阻抗谱形成的半圆弧随NO浓度的增加呈规律性缩小。