بررسی پارامترهای حسگری نسبت به گاز اتانول و تعیین بند گپ در اثر افزودن اکسید نیکل به زیرکونیای پایدارشده با ایتریا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی مواد، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت،

3 استادیار، دانشکده مهندسی مواد، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران

4 دانشیار، دانشکده مهندسی و علم مواد، دانشگاه صنعتی شریف

5 دانشجوی دکترا، دانشکده مهندسی متالورژی و مواد، دانشگاه علم و صنعت

چکیده

در این مقاله پس از فرمول­بندی و ساخت لایه­های ضخیم YSZ8  و YSZ8-Ni5/1 توسط روش چاپ سیلک روی زیرپایه آلومینایی، مقدار بندگپ در اثر افزودن اکسید نیکل با نمونه بدون دوپنت و همچنین حساسیت این حسگرها نسبت به بخار اتانول مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. از اهداف این پژوهش بررسی و مقایسه مقدار بندگپ، انرژی فعالسازی، تغییرات حساسیت، زمان پاسخ و بازیابی می­باشد. نتایج نشان می­دهد که نمونه بدون دوپنت نسبت به Ni-YSZ مقدار کم­تر بندگپ و حساسیت بهتری را نشان می­دهد، همچنین دمای کار کم­تر و حساسیت در دمای کم­تر از دیگر مزایای آن است.

کلیدواژه‌ها


Sivaraman, R., "calibration of YSZ sensor for the measurement of oxygen concentration in liquid PBE", Master of Science Thesis, university of Nevada Las Vegas, USA, 2000. Mori, M., Sadaoka, Y. "Potentiometric VOC detection at sub-ppm levels based on YSZ electrolyte and platinum electrode covered with gold", J. Sensors and Actuators B, vol. 146, Issue 1, pp. 46-52, 2010. ] Chen, L., Hu, J., Fang, Sh., Han, Zh., Zhao, M., Wu, Zh., Liu, X., Qin, H., "Ethanol-sensing properties of SmFe1-xNixO3 perovskite oxides", J. Sensors and Actuators B: chemical, vol. 139, Issue 2, pp. 407-410, 2009. Bartolomeo, E. D., Grilli, M. L., "YSZ-based electrochemical sensors: From materials preparation to testing in the exhausts of an engine bench test", J. European Ceramic Society, vol. 25, Issue 12, pp. 2959-2964, 2005. Li Liu, Y., Xing, Y., Yang, H. F., Liu, Zh. M., Yang, Y., Shen, G. L., Yu, R. Q. "Ethanol gas sensing properties of nano-crystalline cadmium stannate thick films doped with Pt", J. Analytica Chimica Acta, vol. 527, Issue 1, pp. 21-26, 2004. Basu, R.N., Tietz, F., Wessel, E., Stöver, D. "Interface reactions during co-firing of solid oxide fuel cell components", J. Materials Processing Technology, vol. 147, Issue 1, pp. 85-89, 2004. Herle, J.V., Vasquez, R. " Conductivity of Mn and Ni-doped stabilized zirconia electrolyte", J. European Ceramic Society, vol. 24, Issue 6, pp. 1177-1180, 2004. Petrovsky, I. V., Anderson, H.U., "Band gap energy in nanocrystalline ZrO2:16% Y thin films", J. Applied Physics Letters, vol. 74, Issue 3, pp. 341–343, 1999. Leoni, M., Jones, R.L., Scardi, P., "Phase stability of scandia–yttria-stabilized zirconia TBCs", J. Surface and Coating Technology, vol. 108–109, Issue 10, pp. 107–113, 1998. Abolghasemi, Z., Tamizifar, M., Arzani, K., Nemati, A., Khanfekr, A., Bolandi, M., "Synthesis of nanocrystalline Ni/Ce-YSZ powder via a polymerization route", J. Materials Science-Poland, vol. 31, Issue 3, pp. 343-349, 2013. Wu, R. J., Chen, C. Y., Chen, M. H., Sun, Y. L. "photoreduction measurement of ozone using Pt/TiO2-SnO2 material at room temperature", J. Sensors and Actuators B, vol. 123, Issue 2, pp. 1077-1082, 2007. ] Choe, Y. S. "New gas sensing mechanism for SnO2 thin film gas sensors fabricated by using dual ion beam sputtering", J. Sensors and Actuators B, vol. 77, Issues 1-2, pp. 200-208, 2001. Xiang, X., Zu, X. T., Zhu, S., Wang, L. M. "Optical and magnetic properties of Ni/NiO nanoparticles in YSZ by metal ion implantation and post-implantation annealing", J. Physica B: Condensed Matter, vol. 368, Issues 1-4, pp. 88-93, 2005. Batista, R. M., Muccillo, E. N. S. . "Structure, microstructure and electrical conductivity of 8YSZ containing NiO", J. Ceramics International, vol. 37, Issue 6, pp. 1929-1934, 2011. ] Wang, Z. L. "Nanostructure of zinc oxide", J. Materials today, vol. 7, Issue 6, pp. 26-38, 2004. Liu, X., Cheng, B., Qin, H., Song, P., Huang, Sh., Zhang, R., Hu, J., Jiang, M. "Preparation, electrical and gas-sensing properties of perovskite-type La1-xMgxFeO3 semiconductor materials", J. Physics and Chemistry of solids, vol. 68, Issue 4, pp. 511-515, 2007.