钇铁共掺杂锆酸钙致密扩散层极限电流型氧传感器

作者：单科; 杨艾嘉; 翟凤瑞; 姚喆; 李楠; 谢志鹏; 易中周

来源：硅酸盐学报, 2020, 48(09): 1424-1429.

DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.20190763

• 掺杂
• 锆酸钙
• 致密扩散层
• 极限电流
• 氧传感器

采用固相反应法合成钇铁共掺杂锆酸钙(Y0.08Ca0.92Zr1–xFexO3–δ(x=0.3,0.4,0.5))混合导体材料,以钇铁共掺杂锆酸钙为致密扩散障碍层,以YSZ为泵氧层,制备了极限电流氧传感器。结果表明:Y0.08Ca0.92Zr1–xFexO3–δ的主晶相为菱方钙钛矿结构;随Fe掺杂量的增加,Y0.08Ca0.92Zr1–xFexO3–δ材料的总电导率和离子电导率均增大;在800～950℃范围,氧传感器具有良好的极限电流,出现极限电流的温度随Fe掺杂量的增加而降低,极限电流(lg IL)与1 000/T呈线性关系:lg IL=3.215–2.101 3×(1 000/T),氧离子扩散激活能为0.417 eV。在750℃、1.0%(摩尔分数)≤x(O2)≤7.5%时,极限电流IL与氧含量x(O2)间的关系式为:IL=7.047 6+3.875 1×x(O2)。

• 单位
  新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室; 北京科技大学; 清华大学; 生物工程学院; 红河学院