氧化鋯固體電解質(zhì)因具有其良好的力學(xué)性能、高的高溫電導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,被廣泛用作測(cè)量高溫環(huán)境下氧氣濃度的傳感器材料。但在中低溫度段,氧化鋯電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率不夠高,使其應(yīng)用受到限制。而且,這類(lèi)材料的燒結(jié)制備常需要在高溫進(jìn)行,也消耗了更多的能量。為了改善氧化鋯在中低溫度的電導(dǎo)率并降低其燒結(jié)溫度,本文利用固相反應(yīng)法制備了氧化鉍(Bi2I3)摻雜的氧化釔(Y2O3)穩(wěn)定的氧化鋯體系(Bi2O3/YSZ)和氧化鉍(Bi2O3)摻雜的氧化鐿(Yb2O3)穩(wěn)定的氧化鋯體系(Bi2O3/YbSZ)。利用x射線衍射分析技術(shù)、電子顯微鏡技術(shù)和交流阻抗譜技術(shù)等方法對(duì)材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺度和形貌、顯微結(jié)構(gòu)和電性能進(jìn)了表征和研究。研究發(fā)現(xiàn),Bi2O3摻雜的作用為：一方面,Bi2O3熔點(diǎn)較低,可引入液相燒結(jié),顯著地促進(jìn)燒結(jié)的進(jìn)行,可使材料在較低的燒結(jié)溫度(1200-1300℃)下,獲得微觀組織致密均一的全立方相結(jié)構(gòu)。另一方面,添加2mol%Bi2O3后,10mol%Y2O3穩(wěn)定的氧化鋯(10YSZ)和10mol%Yb2O3穩(wěn)定的氧化鋯(10YbSZ)的電導(dǎo)率得到了顯著提高,分別是不摻雜Bi2O3時(shí)原體...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 氧化鋯電解質(zhì)的基本性質(zhì)和研究進(jìn)展
        1.1.1 氧化鋯的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與導(dǎo)電機(jī)理
        1.1.2 氧化鋯電解質(zhì)材料的研究進(jìn)展
    1.2 氧化鋯電解質(zhì)在氧傳感器中的應(yīng)用
        1.2.1 氧化鋯氧傳感器的發(fā)展
        1.2.2 汽車(chē)的空燃比控制
        1.2.3 氧化鋯氧傳感器的分類(lèi)和工作原理
    1.3 本文研究意義和內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與測(cè)試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑和儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 材料的制備和實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.1 材料的制備方法
        2.2.2 電極的燒鍍處理
    2.3 材料的分析表征
        2.3.1 物相表征
        2.3.2 微觀形貌和致密度測(cè)試
        2.3.3 透射電鏡和能譜分析
        2.3.4 電學(xué)性能分析
第三章 氧化釔和氧化鉍共摻雜氧化鋯的制備和研究
    3.1 氧化釔、氧化鉍共摻雜氧化鋯的制備
    3.2 不同氧化鉍含量對(duì)8YSZ材料性質(zhì)的影響
        3.2.1 相結(jié)構(gòu)變化
        3.2.2 表面形貌和致密度
        3.2.3 電學(xué)性能分析
    3.3 不同氧化鉍含量對(duì)10YSZ材料性質(zhì)的影響
        3.3.1 相結(jié)構(gòu)的變化
        3.3.2 表面形貌和致密度
        3.3.3 電學(xué)性能分析
        3.3.4 透射電子顯微鏡和能譜分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Bi2O₃/YbSZ和Fe₂O₃/YbSZ的制備和研究
    4.1 不同濃度氧化鐿摻雜氧化鋯的制備
        4.1.1 相結(jié)構(gòu)分析
        4.1.2 表面形貌和致密度
        4.1.3 電學(xué)性能分析
    4.2 氧化鉍、氧化鐿共摻雜氧化鋯材料的研究
        4.2.1 相結(jié)構(gòu)變化
        4.2.2 表面形貌和致密度
        4.2.3 電學(xué)性能的對(duì)比分析
    4.3 氧化鐵、氧化鐿共摻雜研究及氧化鐵、氧化鉍作用的對(duì)比分析
        4.3.1 相結(jié)構(gòu)
        4.3.2 表面形貌和致密度
        4.3.3 氧化鐵摻雜對(duì)電學(xué)性能的影響及與氧化鉍的對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3761284