氧化鋯固體電解質(zhì)因具有其良好的力學性能、高的高溫電導率、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性,被廣泛用作測量高溫環(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)的離子電導率不夠高,使其應用受到限制。而且,這類材料的燒結制備常需要在高溫進行,也消耗了更多的能量。為了改善氧化鋯在中低溫度的電導率并降低其燒結溫度,本文利用固相反應法制備了氧化鉍(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、電子顯微鏡技術和交流阻抗譜技術等方法對材料的晶體結構、晶粒尺度和形貌、顯微結構和電性能進了表征和研究。研究發(fā)現(xiàn),Bi2O3摻雜的作用為：一方面,Bi2O3熔點較低,可引入液相燒結,顯著地促進燒結的進行,可使材料在較低的燒結溫度(1200-1300℃)下,獲得微觀組織致密均一的全立方相結構。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)的電導率得到了顯著提高,分別是不摻雜Bi2O3時原體...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：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)和研究進展
        1.1.1 氧化鋯的結構、性質(zhì)與導電機理
        1.1.2 氧化鋯電解質(zhì)材料的研究進展
    1.2 氧化鋯電解質(zhì)在氧傳感器中的應用
        1.2.1 氧化鋯氧傳感器的發(fā)展
        1.2.2 汽車的空燃比控制
        1.2.3 氧化鋯氧傳感器的分類和工作原理
    1.3 本文研究意義和內(nèi)容
第二章 實驗內(nèi)容與測試方法
    2.1 實驗試劑和儀器設備
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗設備
    2.2 材料的制備和實驗方法
        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試
        2.3.3 透射電鏡和能譜分析
        2.3.4 電學性能分析
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8YSZ材料性質(zhì)的影響
        3.2.1 相結構變化
        3.2.2 表面形貌和致密度
        3.2.3 電學性能分析
    3.3 不同氧化鉍含量對10YSZ材料性質(zhì)的影響
        3.3.1 相結構的變化
        3.3.2 表面形貌和致密度
        3.3.3 電學性能分析
        3.3.4 透射電子顯微鏡和能譜分析
    3.4 本章小結
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 相結構分析
        4.1.2 表面形貌和致密度
        4.1.3 電學性能分析
    4.2 氧化鉍、氧化鐿共摻雜氧化鋯材料的研究
        4.2.1 相結構變化
        4.2.2 表面形貌和致密度
        4.2.3 電學性能的對比分析
    4.3 氧化鐵、氧化鐿共摻雜研究及氧化鐵、氧化鉍作用的對比分析
        4.3.1 相結構
        4.3.2 表面形貌和致密度
        4.3.3 氧化鐵摻雜對電學性能的影響及與氧化鉍的對比
    4.4 本章小結
第五章 總結和展望
參考文獻
致謝
個人簡歷
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3761284