项目简介
项目名称
稀土掺杂对氧化钛基湿敏陶瓷性能的影响及其机理研究
项目批准号
50562003
学科分类
E020401
工程与材料科学部
_无机非金属材料
_功能陶瓷
_精细功能陶瓷
资助类型
工程与材料科学
负责人
史志铭
依托单位
内蒙古工业大学
批准年份
2005
起止时间
200601-200812
批准金额
40.00万元
摘要
本项目研究的目的是为了制备氧化钛基湿敏薄膜复合材料，研究稀土掺杂对薄膜的组织、结构和湿敏性能的影响，搞清稀土的作用机理。本试验采用溶胶-凝胶法制备氧化钛基凝胶及薄膜。采用XRD、DTA、XPS、SEM、AFM等先进分析测试设备对凝胶的相变过程、薄膜结构形貌进行表征，通过组装湿敏测试系统检验薄膜的湿敏特性。研究结果表明，掺杂La+3和Ce+3离子提高锐钛矿和金红石晶体的结晶温度，抑制两种晶体的生长，获得纳米尺度的晶体。与氧化钛-氧化锌复合薄膜相比，氧化钛-氧化锡复合薄膜具有更好的湿敏特性。在以氧化硅玻璃为基底时，稀土掺杂并没有改善两种薄膜的湿敏性能。以氧化铝陶瓷薄膜为基底时，氧化钛-氧化锡复合薄膜具有更好的湿敏特性，而且稀土掺杂改善了它的湿敏性能。对于TiO2-20wt%SnO2薄膜，在500℃烧结2小时，在20-95RH%湿度范围内，阻抗由10的九次方下降到10的四次方量级；掺杂La+3和Ce+3离子（5wt%氧化镧、氧化铈）阻抗可以下降到接近10的三次方。此外该薄膜具有较好的湿度敏感性能和循环特性。稀土的作用机理与稀土离子的物理化学特性有关。
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