ZnCr_2O_4-V_2O_5-Li_2O-ZnO湿敏材料性能再优化研究.pdfVIP

徐天华 等 ：ZnCrO一V O一LiO—ZnO湿敏材料性能再优化研究 ZnCr2O4一V2O5一Li2O—ZnO湿敏材料性能再优化研究 徐天华 ，赵 越 ，孙 彬 ，付恒磊 ，宋 伟。 (1．青岛大学 物理科学学院，山东 青岛266071； 2．江苏科技大学 张家港校区，江苏 张家港 215600；3．青岛乾运高科新材料有限公司，山东 青岛266111) 摘 要： 为进一步优化 ZnCr2O4一V2O5一Li2O～ZnO 下保温 1h预烧 ；玻璃相按 ，z(V O )： (LiCO。)： 湿敏材料的性能，对制备工艺做 了3点改进 ：在玻璃相 (ZnO)： (SiO2)一2：2：4：1配 比，520。C下保温 V O一LiO—ZnO 中掺加siO ，将晶相原料进行高温烧 15min预烧 。设 晶相与玻璃相摩尔 比为 (1OO—X)： 结；重新筛选烧结制度 ；测试 了样 品感湿特性 ，取得 了 X，X分别取 2、4、5、6、8和 1O，共 6种配 比。采用一般 预期效果。在分析样品微观结构的基础上 ，对实验结 陶瓷工艺 ，在 4MPa压力下成型为圆片状坯体 ；升温至 果作 了理论解释 。 1280。C烧结 2h；一面镀上两个半月型银电极待测。 关键词 ： 湿敏材料 ；晶相 ；玻璃相 ；感湿特性 2．3 感湿特性 中图分类号 ： TN304：TB302 文献标识码 ：A 根据感湿性能测试结果 ，上述 6种样品的综合性 文章编号 ：1001—9731(2013)03—0357—03 能以96：4配 比最好 ，95：5配比略次之 。限于篇幅， 仅给 出95：5配 比的结果。图 1为样 品感湿特性 曲 1 引 言 线 ，图 1(a)、(b)分别对应玻璃相掺加 SiO 前后 ，4条 在众多湿敏材料中，半陶瓷湿敏材料因其测试范 曲线对应同一配比的4个样 品。 围宽、物理、化学和热性能 良好而引起人们 的广泛关 7．O 注 ]。文献[3]报道 的ZnCr2O一V2O5一Li2O—ZnO玻 6。5 6．0 璃一陶瓷复合型湿敏材料，是 以ZnO、V O 、CrO。和 5．5 LiCO。为原料 ，采用传统陶瓷工艺成型，在 1280℃下 5．O 烧结 2h而成。该文给 出了对不同配方样品的长期跟 4．5 4．0 踪测试结果 ，比较了各样 品的综合性能，筛选 出最优配 3．5 比。优化配比下样 品的感湿特性线性度好，灵敏度适 3．0 中，长期稳定性好 ，吸湿响应快 ，但脱湿较慢、湿滞较 大。针对这一不足 ，本文做了进一步优化研究。 2 在玻璃相中掺加 SiOz 2．1 设计思路 该系材料 的微观结构是 ，具吸湿作用 的玻璃相 V O一Li：O—ZnO包裹具多孔结构 的ZnCrzO 晶架。 在玻璃相 中，钒氧 四面体及锌连成玻璃 网络，每个 Vo 四面体至少有一个非桥联氧，它与钒构成 的V 图 O键以及嵌在空穴中的Lio上 的Li—O键是著名的 Fig1 H the 亲水键 ]，正是两者的强亲水作用，使样 品吸湿快脱湿 samples