孔隙率对传感器多孔电极材料导电性能的影响

电极材料是保证氧传感器性能的关键.电极材料的多孔性和突出的原子振动非简谐效应对其导电性有重要的影响.为了提高电极材料的导电性能,本工作考虑到原子的非简谐振动,应用固体物理理论和方法,研究了氧传感器多孔电极材料电导率及其热稳定性随温度、时间、颗粒半径的变化规律,并探讨了原子非简谐振动和孔隙率的影响.结果表明:多孔Pt电极材料的电导率小于块状电极材料的电导率,且颗粒愈小,两者的差愈大;多孔Pt电极材料的电导率及其热稳定性系数均随温度的升高而非线性减小,当温度T<300 K时,减幅较大,当温度T>1000 K时,则减幅极小并趋于常量.电导率随时间延长而减小,但减幅极小;电导率随颗粒半径的增大非线性增大.孔隙率对电极材料的电导率有影响:颗粒愈小,孔隙率愈大.电极材料的电导率愈小,颗粒的体内与表面层的电导率的差愈大.考虑到原子振动的非简谐效应,电极材料的电导率大于简谐近似时的结果,且温度愈高,非简谐与简谐近似下的差值愈大,即非简谐效应愈显著.