基于La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.85)固体电解质小孔极限电流型氧传感器的研究

本文制备了以中温固体氧离子导体—La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85的流延片为小孔扩散障层和氧泵层材料的小孔极限电流型氧传感器,并对其在600℃和650℃两个温度点下的氧敏特性进行了测试。从测试的结果中可以看出:在氧浓度为0.1%～3%的范围内出现较好的极限电流平台,而且极限电流与氧浓度呈现良好的线性关系。此外,当温度为650℃时,使氧浓度在0.5%与3%之间来回跳变,测得传感器的响应时间曲线,从曲线图可读出上升和下降响应时间均为15s左右。

基于La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(2.85)新型极限电流型氧传感器的研究

对中温固体氧离子导体———La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85材料分别在1300,1350,1400和1450℃4个温度下烧结4 h,之后对其进行XRD,SEM和阻抗谱等测试。实验结果显示:当烧结温度为1400℃时,样品为单一的La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85晶体相,晶粒排列较为紧密,致密度达到96.6%,且不同温度下的电导率均最高。然后,选取在该温度下烧结的大小不同的两片陶瓷片制作了一种新型结构的电流型氧传感器。改变测试环境中的氧浓度的大小,在600,650和700℃3个温度下对传感器的气敏特性进行了测试。从测试的结果中发现:传感器极限电流与氧浓度并不呈现传统的线性关系。根据Fick第一定律、法拉第定律和Langmuir吸附方程对这种氧传感器的极限电流与氧浓度的关系进行了理论推导,得到了新的关系表达式,实验结果也验证了理论推导出的结果的合理性。此外,在温度为600℃时,对该传感器的响应时间进行了测试,上升和下降响应时间均为10～15 s。