液相等离子喷涂制备Au-WO3复合涂层及其气敏机理

作者：陈晓晓; 姚阳光; 谭礼明; 顾青山; 袁建辉^*; 赵文杰

来源：表面技术, 2019, 48(04): 84-90.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.012

• 肖特基结
• 液相等离子体喷涂
• WO3
• 掺杂
• 涂层
• 气敏机理

目的提高WO3基涂层的气敏性能。方法以WCl6为前驱体原料,加入一定量的纳米Au颗粒制成稳定的喷涂浆料,采用液相等离子体喷涂技术制备出Au掺杂的WO3基复合涂层。通过扫描电子显微镜(SEM)及其附带的能谱仪、X射线衍射仪(XRD)等对Au-WO3复合涂层的微观结构进行表征。通过自主搭建的气敏性能测试系统对所制备Au-WO3复合涂层的气敏性能进行测试,并探讨了涂层的气敏机理。结果前驱体液滴在等离子体热源作用下发生溶剂蒸发、WO3形核、结晶和长大等一系列反应,随后形成的WO3固体粒子发生熔化或半熔化,并加速撞击到基体表面形成涂层。在同等条件下,喷涂距离对WO3气敏涂层的结晶度和形貌有很大影响,适宜的喷涂距离(170 mm)下获得的涂层结晶完整且晶粒细小(20～50 nm),有利于涂层气敏性能的发挥。Au-WO3复合涂层的气敏性能均显著优于纯WO3涂层。结论复合涂层气敏性能的改善归因于涂层中Au和WO3界面处所形成的肖特基结使复合涂层的导电性降低,接触势垒高度增加,初始电阻值变大。

• 单位
  上海工程技术大学; 中国科学院宁波材料技术与工程研究所