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1、 毕业论文题 目：丝网印刷工艺对掺杂氧化铈基极限电流型氧传感 器的性能影响学生姓名： 学 号： 专 业： 班 级：无机一班指导教师： 丝网印刷工艺对掺杂氧化铈基极限电流型氧传感器的性能影响摘 要随着我国经济实力的快速增长，伴随产生的环境、资源、社会伦理道德等问题也日益突出。为了达成可持续发展的愿景。我们课题组所研究的氧传感器恰好响应了国家的号召。当然也具有较好的前景。本篇论文使用LaNi0.6Fe0.4O3（LNF）和La1-xSrxCo1-yFeyO3（LSCF）固体电子-离子混合导体材料作为氧传感器的致密扩散障碍层材料，通过丝网印刷工艺刷制不同层数的阴极在SDC基片上以制备了不同厚度的致密
2、扩散障碍层极限电流型氧传感器。制备固体电解质材料Ce0.8Sm0.2O1.9（SDC），文中采用溶胶凝胶法来制备,对制备出的粉体应用X射线衍射分析仪（XRD）对该粉体进行了物相分析，同时通过阅读文献制定和优化了烧结制度来制备SDC陶瓷片。采用溶胶凝胶法制备了致密扩散障碍层粉体LNF和LSCF，应用X射线衍射分析仪（XRD）对粉体物相进行了表征。并且在查阅相关文献的条件下，制备出LaNi0.6Fe0.4O3（LNF）和La1-xSrxCo1-yFeyO3（LSCF）为阴极障碍层的致密扩散粉体。将烧结好的SDC陶瓷片，用砂纸打磨粗糙后，再用松油醇研磨的LNF或LSCF浆料涂刷在SDC陶瓷片上，再进
3、行烧结即可。尔后利用扫描电子显微（SEM）、电化学工作站对其进行断面结构分析和电化学性能分析关键词：氧传感器；极限电流；SDC；致密扩散障碍层；LNF;LSCFSilk screen printing process for doped cerium oxide base of limiting current type oxygen sensor device performance impactAbstractWith the rapid growth of Chinas economy , the constant improvement of the comprehensive nat
4、ional power and our country in the worlds superpower status. At present, the research studied the oxygen sensor just responded to the call of the state. the dense oxygen diffusion barrier layer of limiting current type oxygen sensor has higher sensitivity and wider measurement range, the response sp
5、eed is faster and better stability than before. In the paper, the solid electron-ion mix conductor material LaNi0.6Fe0.4O3（LNF）and La1-xSrxCo1-yFeyO3（LSCF）is used as materials of dense diffusion barrier of sensors and the dense diffusion barrier limiting current oxygen sensor was developed successfu
6、lly through the technology of Pt liquid agglutination, and oxygen sensitivity is tested by limiting current oxygen sensor testing equipment.The solid electrolyte material Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC) is prepared by sol-gel method. X-ray powder diffraction(XRD), scanning electron microscope(SEM) were applied
7、to characterize the compositions and morphologies of the powder. The sintering shrinkage and sintered density are studied. The SDC solid electrolyte ceramic material has been prepared .The dense diffusion barrier material LSCF and LNF is prepared by sol-gel method. The compositions and morphologies
8、of the powder are characterized by X-ray powder diffraction(XRD) and scanning electron microscope(SEM). Powder calcining temperature, soaking time, sintering shrinkage and sintered density are studied. The LSCF dense diffusion barrier ceramic material has been prepared.Using fine sintering SDC ceram
9、ic piece ,with mesh sandpaper rough, reoccupy terpineol grinding LNF and LSCF slurry brushing on the SDC ceramic piece. Under a certain temperature for sintering again can get to experiment the density of the diffusion barrier layer of limiting current type oxygen sensor samples. And then using scan
10、ning electron microscopy(SEM), electrochemical workstation on the cross section structure and electrochemical performance analysis(impedance and combusted in oxygen response time and limit under the condition of current). Key word: Oxygen sensor; Limiting current; SDC; Compact proliferation barrier；
11、level; LSCF; LNF目录摘 要IAbstractII第一章 文献综述11.1 引言11.2 氧传感器11.2.1 氧传感器的应用11.2.2 氧传感器的类型21.3 极限电流型氧传感器21.3.1 小孔扩散型极限电流型氧传感器21.3.2 多孔扩散型极限电流型氧传感器31.3.3 致密扩散障碍层极限电流型氧传感器41.4 氧传感器基体材料51.4.1 SDC固体电解质概述51.4.2 SDC固体电解质材料51.5 致密扩散障碍层材料61.5.1 钙钛矿型氧化物71.5.2 LaNi0.6Fe0.4O3（LNF）钙钛矿型复合氧化物81.5.3 La1-xSrxCo1-yFeyO3（L
12、SCF）钙钛矿型复合氧化物81.6 选题的目的和意义8第二章 粉体的制备和测试方法102.1实验原料和仪器设备102.1.1 实验原料102.1.2 实验仪器设备112.2 氧传感器材料粉体的制备122.2.1 固体电解质材料SDC粉体的制备122.2.2 致密扩散障碍层材料LNF粉体的制备122.2.3 电子阻碍材料粉体的制备122.2.4 氧传感器的制备132.3 性能测试132.3.1 粉体的物相分析与微观结构132.3.2 氧传感器的电化学性能测试142.3.3 氧传感器的氧敏性能测试143.5.1 配气系统143.5.2 加热系统153.5.3 测量系统152.4 SDC固体电解质粉
13、体的物相分析和显微形貌分析152.4.1 SDC固体电解质粉体的物相分析152.4.2 SDC固体电解质的显微形貌分析16第三章 LNF/SDC丝网印刷极限电流型氧传感器的研究173.1 LNF/SDC丝网印刷极限电流型氧传感器的制备173.2 LNF致密扩散障碍层材料的物相分析183.3 LNF丝网印刷在SDC基片上不同厚度的氧传感器的断面分析193.3.1 LNF丝网印刷刷制两层在SDC上的显微形貌断面分析193.3.2 LNF丝网印刷刷制三层在SDC上的显微形貌分析193.4 LNF/SDC丝网印刷氧传感器电化学性能测试203.5 LNF/SDC丝网印刷氧传感器的氧敏性能223.5.1
14、LNF/SDC丝网印刷氧传感器极限电流与氧分压的关系223.5.2 SDC/LNF丝网印刷氧传感器极限电流与工作温度的关系243.6 本章小结27第四章 LSCF/SDC丝网印刷极限电流型氧传感器的研究284.1 LSCF/SDC丝网印刷极限电流型氧传感器的制备284.2 LSCF致密扩散障碍层材料的物相分析284.3 LSCF丝网印刷在SDC基片上不同厚度的氧传感器的断面分析294.3.1 LSCF丝网印刷刷制两层在SDC上的显微形貌分析294.3.2 LSCF丝网印刷刷制三层在SDC上的显微形貌分析304.4 LSCF/SDC丝网印刷氧传感器电化学性能测试304.5 LSCF/SDC丝网印
15、刷氧传感器的氧敏性能324.5.1 LSCF/SDC丝网印刷氧传感器极限电流与氧分压的关系324.5.2 LSCF/SDC丝网印刷氧传感器极限电流与工作温度的关系334.6 LSCF/SDC丝网印刷氧传感器内加入电子阻碍材料后氧传感器的响应时间364.7 本章小结375 结 论37参考文献38致 谢42V第一章 文献综述11.1 引言汽车所排放出的尾气中含有有害物质：主要有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、硫氢化合物（SOx）、氮氧化物（NOx）以及固体微粒等1,2,目前，研究表明汽车尾气的不环保排放，亦会造成大面积雾霾的发生。所以当前，研发和使用新能源，高效地利用资源已经成为刻不容缓的任务。所以，我们研发出了致密扩散型氧传感器，通过监测空燃比以对汽车发动机的A/F进行调节，进而控制燃料的燃烧过程，以达到减少汽车尾气中有害气体的排放，来实现环保型汽车工业的发展目标3。当然氧传感器的应用还有其他
