基于氧化鐵摻雜鈦酸鍶的厚膜型氧傳感器.pdf

1、對汽車尾氣排放日益嚴格的標準，對氧傳感器的性能提出了更高的要求。本文以SrTi0.65Fe0.35O3-δ（STF35）作為材料體系，以提高氧傳感器的靈敏度，縮短響應-恢復時間，減小電阻溫度系數(shù)（TCR）為目的，分別采用固相合成法、溶膠-凝膠法、燃燒法制備了相應的粉末前驅體，并探索了相應的粉末合成工藝，運用絲網印刷技術制備了相應的厚膜氧傳感器，并采用四點直流法研究了氧傳感器的電學性能以及氧敏性能。
　　首先，介紹了氧傳感器的應用背

2、景以及在三元催化凈化系統(tǒng)中的作用，并介紹了氧傳感器的種類以及相應的工作原理，并闡述了選擇STF35作為氧敏材料的理論基礎。同時，總結了鈦酸鍶的合成制備方法，分析了氧傳感器的性能指標。
　　其次，以固相合成法制備了SrTi1-xFexO3-δ（x=0.25，0.3，0.35，0.40，0.45）前驅體，通過壓片燒結的方式制備了相應的塊體陶瓷，驗證了STF35的溫度不敏感特性，測試了STF35陶瓷基氧傳感器在900℃時，當氧分壓在10

3、2Pa與105Pa之間變換的響應時間和恢復時間分別是20s和10min。
　　再次，將固相合成的STF35粉末，運用絲網印刷技術制備成厚膜氧傳感器。引入了鍶鋁酸隔絕層來阻擋氧化鋁與STF35之間的反應。在900℃時，0.1％O2氣氛下相應的靈敏度為2.64，氧分壓在102Pa與105Pa轉換時，響應時間和恢復時間分別為1s和7s，TCR為1000ppm/K。
　　第四，以溶膠-凝膠法合成制備STF35納米粉末為前驅體，采用鍶

4、鋁酸作為隔絕層，制備了相應的厚膜氧傳感器，晶粒大小大約200nm。在900℃時，0.1％O2氣氛下其相應的靈敏度為3.08，氧分壓在102Pa與103Pa之間變換的響應時間和恢復時間為1s和3s，TCR值為500ppm/K。
　　第五，將燃燒法合成的STF35納米粉末，分別采用鍶鋁酸和氧化鎂做為隔絕層，制備了相應的厚膜氧傳感器。分析表明，相比于鍶鋁酸作為隔絕層（TCR為400ppm/K），氧化鎂作為隔絕層（TCR為200ppm/K