2.敏感陶瓷材料的物理、化学性质 >利用某些陶瓷的电阻率、电动势等物理参数对力、电、磁、热、 光以及某种气体或离子的敏感特性，可以制成种类繁多的敏感陶 瓷材料。 >热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子敏等。 >陶瓷材料具有性能稳定、可靠性好、资源丰富、成本低、易于多 功能转化等优点。 >陶瓷材料在信息技术中占重要地位，广泛应用于信息的转换、存 储、传递和处理。 电子到书大学林感材料与传成婴果程烟 作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 2.敏感陶瓷材料的物理、化学性质 利用某些陶瓷的电阻率、电动势等物理参数对力、电、磁、热、 光以及某种气体或离子的敏感特性，可以制成种类繁多的敏感陶 瓷材料。 热敏、湿敏、光敏、压敏、气敏及离子敏等。 陶瓷材料具有性能稳定、可靠性好、资源丰富、成本低、易于多 功能转化等优点。 陶瓷材料在信息技术中占重要地位，广泛应用于信息的转换、存 储、传递和处理
2.陶瓷敏感材料的物理、化学性质 2.1化学稳定度 >材料的稳定性关系到敏感元件的工作可靠性。为了定量 表示敏感元件的化学稳定度，通常用热力学稳定度和化 学反应速度稳定度来表示。 >热力学稳定度：因化学反应而使该材料转化为其他化合 物的标准自由能大小。反应了敏感元件与电极材料等因 简单化合而劣化的可能性大小； >反应速度稳定度表示劣化化学反应速度的大小，若反应 慢，则被认为是比较稳定的材料。 电子到转大学 缺感材赵与传成理课积烟 作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 材料的稳定性关系到敏感元件的工作可靠性。为了定量 表示敏感元件的化学稳定度，通常用热力学稳定度和化 学反应速度稳定度来表示。 热力学稳定度：因化学反应而使该材料转化为其他化合 物的标准自由能大小。反应了敏感元件与电极材料等因 简单化合而劣化的可能性大小； 反应速度稳定度表示劣化化学反应速度的大小，若反应 慢，则被认为是比较稳定的材料。 2. 陶瓷敏感材料的物理、化学性质 2.1 化学稳定度
2.陶瓷敏感材料的物理、化学性质 986 例 比较固体Ni和Ni0中哪一个热力学稳定时，通过 以下化学反应的标准自由能变化： 2Ni(固相)+O,(汽相)=2NiO（固相) 平衡常数K和标准自由能△G°分别表示为： K三 ai·P △Go=-RTInK=-RTln anio a·Po2 aNio aN1为Ni0、Ni的化学活性度（活量），处于纯的状态分别是1.0 在Ni的氧化反应中，△G°为负值，且绝对值大，故Ni0稳定。 由子转大些威感材赵与传成熙 课得细 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 比较固体Ni和NiO中哪一个热力学稳定时，通过 以下化学反应的标准自由能变化： 2Ni（固相）+O2（汽相）=2NiO（固相） 平衡常数κ和标准自由能∆G°分别表示为： 2 2 NiO 2 Ni O a a P 2 2 NiO 2 N O ln ln i a G RT RT a P αNiO、αNi为NiO、Ni的化学活性度（活量），处于纯的状态分别是1.0 例 在Ni的氧化反应中， ∆G°为负值，且绝对值大，故NiO稳定。 2. 陶瓷敏感材料的物理、化学性质
吉布斯自由能（补） 吉布斯自由能又叫吉布斯函数，是热力学中一个重要的参量，常用G表 示，它的定义是： G=U-TS pV =H-TS 其中U是系统的内能，T是温度，S是熵，p是压强，V是体积，H是 焓。 化学反应进行方向中的应用：为了更直接的表示一个反应是否为自发反 应，必须引进吉布斯自由能。 因此，我们仅用考虑系统内的能量变化，就可以讨论反应是否自发进行 因为△G=△H-T△S △G<0, 反应在正方向上是自发进行的。 △G=0, 反应处于平衡状态。 △G>0, 反应是反方向的自发反应。 电子到转大学储感材赵与传成要用积妇制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 吉布斯自由能(补) 吉布斯自由能又叫吉布斯函数，是热力学中一个重要的参量，常用 G 表 示，它的定义是： G = U − TS + pV = H − TS 其中 U 是系统的内能，T 是温度，S 是熵，p 是压强，V 是体积，H 是 焓。 化学反应进行方向中的应用：为了更直接的表示一个反应是否为自发反 应，必须引进吉布斯自由能。 因此，我们仅用考虑系统内的能量变化，就可以讨论反应是否自发进行 因为ΔG = ΔH - TΔS ΔG < 0， 反应在正方向上是自发进行的。 ΔG = 0， 反应处于平衡状态。 ΔG > 0， 反应是反方向的自发反应
0 tm op 00== 100 2/3MCoO,(g) MAIO.(M ■金属氧化物的标准 -50 -200 5AS.O /3in.O. 2H.O(g) 2FeO 自由能与温度的关系 -300 CO(g) 右图右上方的多数为直 -400 -100 CrO,Bao 四2A,Og 线关系，且这些直线越 -500 2K0 172Mo,0, 3CrO c 2 2CO(g) 2NbO -600 位于下部，其金属氧化 -150 ZNa.O 23B0 -700 物越稳定。 -800 -200 23Dy0: TM 其热力学稳定度按从大 -900 Ceo 23E00, [伏态变化 元素 氢化物 到小的方向排列为Ba0、 -1000 2/3L.O 2/3HO 解离点 -250 沸点 B 但 Ce02、Cr03、Fe0、Fe203y -1100 融点 ZA 10 升华点 变态点 T -1200 Co0、Bi203、Cu20。 40+600800+10001200+1400+160 1800 2000 2200 温度( 民o/o2 2/0 101g1911 1010 103,11 名，(atm) 10 10 10 电子到书大学
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 右图右上方的多数为直 线关系，且这些直线越 位于下部，其金属氧化 物越稳定。 其热力学稳定度按从大 到小的方向排列为BaO、 CeO2、Cr2O3、FeO、Fe2O3、 CoO、Bi2O3、Cu2O。 金属氧化物的标准 自由能与温度的关系