2.陶瓷敏感材料的物理、化学性质 /986 2.2陶瓷材料的导电机制 对300-1600C下的无机化合物，考虑电子、空穴、离子三 种输运电荷，其电导率包括三部分： O= 根据式中三项的相对大小，可以将无机化合物分为： ◆离子导体：离子电导率g:最大，如：Mg0、CaS、Al03、Zr02-Ca0等； ◆n型半导体：电子电导率g.最大，如：Zn0、Ti02、Fe04等； ◆p型半导体：空穴电导率o.最大，如：Ni0、Mn02、Cr03等； ◆两性半导体：g:小，氧分压变化导致n型或p型之间转换，如：Y03、 Bi203、Pb0等 电可转大学域感材料与传成理见阻烟
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 2.2 陶瓷材料的导电机制 2. 陶瓷敏感材料的物理、化学性质 对300-1600℃下的无机化合物，考虑电子、空穴、离子三 种输运电荷，其电导率包括三部分： 根据式中三项的相对大小，可以将无机化合物分为： 离子导体：离子电导率σi最大，如：MgO、CaS、Al2O3、ZrO2-CaO等； n型半导体：电子电导率σe最大，如：ZnO、TiO2、Fe3O4等； p型半导体：空穴电导率σp最大，如：NiO、MnO2、Cr2O3等； 两性半导体： σi小，氧分压变化导致n型或p型之间转换，如：Y2O3、 Bi2O3 、PbO等
2.陶瓷材料的物理、化学性质 /986 >Ca固溶于Zr02（替位)，形 成氧空位 >产生一个02-空位的萤石型 晶体的单位原胞；高掺杂水 平带来大量的氧空位，使氧 离子可以发生快速的迁移。 >此物质可用做要求可靠性 ○Zr2+,Ca2+ 02-空穴 高、寿命长的氧敏元件，并 广泛应用于工业领域的许多 Zr02-Ca0萤石型晶体的 02-空穴示意图 方面。 电子转大学 威感材赵与传成要明积烟 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 Zr2+ ,Ca 2+ O 2– O 2– 空穴 ZrO2 -CaO萤石型晶体的 O2空穴示意图 Ca固溶于ZrO2（替位），形 成氧空位 产生一个O 2空位的萤石型 晶体的单位原胞；高掺杂水 平带来大量的氧空位，使氧 离子可以发生快速的迁移。 此物质可用做要求可靠性 高、寿命长的氧敏元件，并 广泛应用于工业领域的许多 方面。 2. 陶瓷材料的物理、化学性质
2.陶瓷材料的物理、化学性质 好 >氧化锆的导电机理 -0- 2x0 b b 02+4E →202- 氧离子空位 202--4e→03 (吸收电子) 迁移 0 迁移 (放出电子) Y 0 -0 高氧侧（空气） 低氧侧（被测气） 0 pa 电子到转大学缺感材赵与传成理思积烟 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 氧化锆的导电机理 2. 陶瓷材料的物理、化学性质
2.陶瓷材料的物理、化学性质 /986 >氧化锆氧浓差电池结构与输出特性 ↓30 ↓0 1.铂电极2.多孔陶瓷层3.排气 4.标准空气5.铂电极 6.固体电解质（氧化锆） 7.电动势 0.5 0.5 A/F=14.7 4/F=14.7 稀 浓 稀 (a)没有铂催化作用时的喻出特性 (b)有铂催化作用时的输出特性 电子科转大学威感材料与传感器课得组 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 氧化锆氧浓差电池结构与输出特性 2. 陶瓷材料的物理、化学性质
2.陶瓷材料的物理、化学性质 986 2.3金属氧化物的半导体性质 >金属元素具有容易放出电子而变成阳离子的特性，此时两 个价态（例如Fe2+和Fe3+)间的能量差小。这类易于变价的 金属称为过渡金属。 >过渡金属氧化物的组成可分为金属不足型和氧不足型两种， 前者成为p型半导体的可能性大，而后者成为n型半导体的可 能性大(？)。无论是p型还是n型，温度一升高电导率就变 大。 电子到转大学过与传成细 制作
电子科技大学 敏感材料与传感器 课程组 制作 2. 陶瓷材料的物理、化学性质 金属元素具有容易放出电子而变成阳离子的特性，此时两 个价态（例如Fe2＋和Fe3+）间的能量差小。这类易于变价的 金属称为过渡金属。 过渡金属氧化物的组成可分为金属不足型和氧不足型两种， 前者成为p型半导体的可能性大，而后者成为n型半导体的可 能性大（？）。无论是p型还是n型，温度一升高电导率就变 大。 2.3 金属氧化物的半导体性质