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| 镧系元素掺杂对钛酸铋湿敏元件性能的影响 摘要：本文通过制备La、Ce、Nd、Sm四种元素掺杂下的BLnT纳米纤维分析了不同镧系元素掺杂对钛酸铋湿敏传感器性能的影响。首先通过静电纺丝法制备出了La、Ce、Nd、Sm四种元素掺杂下的BLnT纳米纤维，然后通过XRD图谱、FE-SEM图、XPS图三种途径对四种纳米纤维进行形貌结构表征。表征之后我们又对所制作的湿敏元件进行了性能测试，测试结果为：(1)四种纤维均在10Hz的低频条件下具有更高的灵敏度。（2）同在10Hz条件下，BST材料在11%~95%RH的湿度范围中阻抗变化范围为6个数量级，大于其他三种材料，表现出更好的湿敏性能。（3）相对湿度从11%RH变化到95%RH时，BST材料响应时间约为4s；相对湿度从95%RH变化到11%RH时，BST材料恢复时间约为50s。这说明BST纳米纤维具有良好的响应恢复特性。（4）BST纳米纤维的湿滞回线最大间隙小（BST纳米纤维材料最大湿滞约为3%RH）,说明其BST纳米纤维有良好的稳定性。 关键词：传感器；湿敏特性；镧系元素；掺杂；形貌表征 目录 1绪论 3 1.1 引言 3 1.2 湿度传感器简介 4 1.2.1 湿度及其表示方法 4 1.2.2 湿度传感器的主要性能参数 4 1.2.3 湿敏传感器的分类及应用 5 1.3 湿敏材料简介 6 1.3.1 湿敏材料的分类 6 1.3.2 钙钛矿复合氧化物材料简介 6 1.3.3 元素掺杂对湿敏材料性能的影响 7 1.4 材料制备、表征、性能测试系统 7 1.4.1 材料制备系统简介 7 1.4.3 材料性能测试系统简介 7 1.5 本论文的主要内容 7 2镧系元素掺杂后钛酸铋湿敏元件形貌结构表征 7 2.1 引言 7 2.2 BLnT纳米纤维的制备流程 7 2.3 BLnT纳米纤维的形貌表征 8 2.3.1 BLnT纳米纤维的XRD图谱 8 2.3.2 BLnT纳米纤维的FE-SEM图 9 2.3.3 BLnT纳米纤维的XPS图谱 9 2.4 本章小结 10 3镧系元素掺杂后钛酸铋湿敏元件性能分析 10 3.1 引言 10 3.2 BLnT纳米纤维湿敏元件在不同相对湿度下的性能分析 10 3.2.1阻抗-相对湿度曲线及其性能分析 10 3.2.2 湿滞回线、响应恢复曲线其性能分析 11 3.3 BLnT纳米纤维湿敏元件的机理分析 12 参考文献 14 致 谢 15 |
