具有高效三相反应界面的YSZ基混成电位型NO_2传感器的研究

【摘要】本文面向汽车尾气中NO2的检测，研制YSZ基混成电位型NO2传感器，通过流延法制备高质量YSZ基板为传感器的制作提供基板保障；通过设计多孔三相反应界面来提高传感器灵敏度，最终研制出高性能的车载NO2传感器。本文研究内容主要包括以下三个方面：首先，为制备性能良好的传感器，应制备性能良好的YSZ基板。本文中利用流延法制备YSZ基板，通过研究粘结剂含量，烧结条件等工艺条件，制备出性能优良的YSZ，用于高性能混成电位型NO2传感器的制作。其次，为提高传感器性能，通过设计和制备多孔YSZ基板来构筑多孔三相反应界面提高传感器的灵敏度。利用双层流延法与淀粉造孔法相结合来制备表面粗糙多孔的YSZ基板，进而构筑高效的三相反应界面。研究了造孔剂淀粉的浓度（0，5%，10%，15%）对YSZ基板表面多孔性的影响，结果表明，随着造孔剂浓度的增加，基板表面变得更加粗糙，传感器灵敏度也随之增加。再次，为了探索更有效控制YSZ基板的粗糙程度的方法，本文使用聚苯乙烯作为模板设计多孔三相反应界面。其制作过程是将聚苯乙烯沉积在YSZ表面，将其为模板浸渍YSZ前驱体，从而获得多孔三相反应界面，其研究结果表明，表面粗糙程度越高，传感器灵敏度也随之增加，进一步证明三相反应界面处接触面积的增加会提高传感器的灵敏度。最后，通过极化曲线证明了所制作传感器的敏感机理符合混合混成电位原理。
【作者】尹成果；
【导师】郑杰；
【作者基本信息】吉林大学，微电子学与固体电子学，2014，硕士
【关键词】钇稳定氧化锆；混成电位；二氧化氮传感器；三相反应界面；流延；造孔；

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