Investigation of the electrical conductivity and humidity sensitivity characteristics of BaTiO 3 ceramics with PMMA additive
Yükleniyor...
Tarih
2012
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Polish Acad Sciences Committee Metallurgy
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Humidity sensing is a requirement for human comfort and several industrial processes. There are two main types of humidity-sensing mechanisms. One of them is the protonic sensor which utilizes ionic conductivity due to water physisorption or capillary condensation in micropores. The semiconductor sensors use the changes in electronic conductivity due to water chemisorption. In this study, an ionic type of sensor was fabricated. Barium titanate based ceramic humidity sensors made with PMMA(Polymethyl metacrylate) as the PFA (Pore-forming agent) were investigated. All compositions included 0.18 wt. % of La2O3 and three different PMMA contents. The green compacts were heated at 1200-1500 degrees C for 2-6 h. in air and then furnace cooled. The fundamental characteristics of ceramic humidity sensors, electrical conductivity and humidity sensitivity were determined and discussed in relation to microstructural features, porosity, phase analysis and grain size data. The experimental results of conductivity measurements were evaluated in terms of practical sensor applications.
Pomiar wilgotności jest istotny dla ludzkiej wygody i wielu procesów przemysłowych. Istnieją dwa główne typy mechani zmów wykrywania wilgoci. Jednym z nich jest czujnik protonic, który wykorzystuje przewodnictwo jonowe dzięki fizykosorpcji wody lub kondensacji kapilarnej w mikroporach. Czujniki półprzewodnikowe wykorzystują zmiany przewodnictwa elektryczne go ze względu na chemisorpcję wody. W ramach niniejszej pracy, zbudowany został czujnik jonowy. Badane były ceramiczne czujniki wilgotności oparte o tytanian baru z dodatkiem PMMA (polimetakrylan metakrylanu) jako czynnika tworzenia porów. Wszystkie badane składy zawierały 0,18%.wag La2O3 i trzy różne zawartości PMMA. Zielone pakiety ogrzewano w tempe raturze 1200-1500◦C przez 2-6 godzin w powietrzu, a następnie studzono razem z piecem. Podstawowe cechy ceramicznych czujników wilgotności, przewodność elektryczna i wrażliwość na wilgotność zostały określone i omówione w odniesieniu do cech mikrostruktury, porowatości, analizy fazowej i danych o wielkości ziarna. Eksperymentalne wyniki pomiarów przewodności były oceniane w kategoriach praktycznych zastosowań czujników.
Pomiar wilgotności jest istotny dla ludzkiej wygody i wielu procesów przemysłowych. Istnieją dwa główne typy mechani zmów wykrywania wilgoci. Jednym z nich jest czujnik protonic, który wykorzystuje przewodnictwo jonowe dzięki fizykosorpcji wody lub kondensacji kapilarnej w mikroporach. Czujniki półprzewodnikowe wykorzystują zmiany przewodnictwa elektryczne go ze względu na chemisorpcję wody. W ramach niniejszej pracy, zbudowany został czujnik jonowy. Badane były ceramiczne czujniki wilgotności oparte o tytanian baru z dodatkiem PMMA (polimetakrylan metakrylanu) jako czynnika tworzenia porów. Wszystkie badane składy zawierały 0,18%.wag La2O3 i trzy różne zawartości PMMA. Zielone pakiety ogrzewano w tempe raturze 1200-1500◦C przez 2-6 godzin w powietrzu, a następnie studzono razem z piecem. Podstawowe cechy ceramicznych czujników wilgotności, przewodność elektryczna i wrażliwość na wilgotność zostały określone i omówione w odniesieniu do cech mikrostruktury, porowatości, analizy fazowej i danych o wielkości ziarna. Eksperymentalne wyniki pomiarów przewodności były oceniane w kategoriach praktycznych zastosowań czujników.
Açıklama
Anahtar Kelimeler
Barium Titanate, Microstructure, Electrical Conductivity, Humidity Sensitivity
Kaynak
Archives of Metallurgy and Materials
WoS Q Değeri
Q4
Scopus Q Değeri
Q3
Cilt
57
Sayı
2