• 书名：ZrO2基固体电解质与电化学传感器

• 丛书名：普通高等教育“十四五”规划教材

• ISBN：978-7-5240-0337-3

• 出版社：冶金工业出版社有限公司

• 定价：48

• 作者：刘涛

• 出版时间：2026-01-01

内容简介

本书对ZrO2基固体电解质与电化学传感器的特点、研究概况等进行了详细阐述，主要内容包括：晶体缺陷与电极反应动力学、主要实验方法的原理、ZrO2基固体电解质材料、氧传感器及其应用、成分传感器及其应用、极限电流型氧传感器、混合电势型气体传感器。各章后均附有习题，便于学生巩固所学知识。

编辑推荐

本书可作为高等院校冶金、材料等专业的教材，也可供从事电化学传感器研究和应用工作的有关人员参考。

目录

第1章 晶体缺陷与电极反应动力学

1.1 晶体的缺陷结构

1.1.1 晶体缺陷的分类

1.1.2 点缺陷的符号表示

1.1.3 热缺陷的平衡浓度

1.1.4 热缺陷的化学平衡

1.1.5 固溶体中的点缺陷

1.1.6 ZrO2(CaO)中的缺陷

1.2 扩散的基本概念

1.3 晶体中的离子迁移

1.4 固体电解质电导率的影响因素

1.5 氧化物固体电解质的电子导电

1.6 电荷传递理论和多电子交换过程

1.6.1 Butler−Volmer方程

1.6.2 多步骤电荷传递

参考文献

第2章 主要实验方法的原理

2.1 电化学方法

2.1.1 电化学阻抗谱

2.1.2 稳态极化曲线测量

2.1.3 动态极化测量(CV、LSV)

2.1.4 传统电化学方法在固体电化学中的应用

2.2电导率测量方法

2.2.1 总电导率的测量—四电极极化法

2.2.2 离子电导的测量—交流阻抗法

2.2.3 固体电解质电子导电性的实验测定原理

2.3热力学性质测量方法

参考文献

第3章 ZrO2基固体电解质材料

3.1 ZrO2晶型转变及其稳定化

3.2 二元系ZrO2基固体电解质

3.2.1 ZrO2−Y2O3固体电解质

3.2.2 ZrO2−CaO固体电解质

3.2.3 ZrO2−MgO固体电解质

3.2.4 ZrO2−Sc2O3固体电解质

3.2.5 CeO2−ZrO2二元系

3.3 三元系ZrO2基固体电解质

3.3.1 ZrO2−Y2O3−Al2O3

3.3.2 ZrO2−Y2O3−MOx(M=Ca、Mg、Sc或稀土金属)

3.3.3 ZrO2−Y2O3−MOx(M=Ce、Ti、In)

3.3.4 N掺杂YSZ

参考文献

第4章 氧传感器及其应用

4.1 第一类平衡电位型氧传感器的工作原理

4.2 参比电极

4.3 电极引线

4.4 应用范围和测量误差

4.5 在气体测氧中的应用

4.5.1 在汽车尾气控制中的应用

4.5.2 在热处理炉中的应用

4.5.3 在锅炉中的应用

4.5.4 在高炉上的应用

4.5.5 在转炉上的应用

4.5.6 在连铸中间包中的应用

4.6 在熔融金属测氧中的应用

4.6.1 在钢铁冶金中的应用

4.6.2 在Pb和Pb–Bi熔体中的应用

4.7 单晶ZrO2基氧传感器

4.8 共晶复合材料ZrO2基氧传感器

4.9阻抗谱型氧传感器

参考文献

第5章 成分传感器及其应用

5.1 定硫传感器及其在熔融金属中的应用

5.1.1 硫化物的化学稳定性

5.1.2定硫传感器的设计

5.1.3定硫传感器的测量原理

5.1.4 定硫传感器的研究概况

5.2 定磷传感器及其在熔融金属中的应用

5.3 定硅传感器在熔融金属中的应用

5.3.1 以莫来石为固体电解质的硅传感器

5.3.2 三相固体电解质硅传感器

5.3.3 辅助电极型硅传感器

5.4 定锰传感器及其在熔融金属中的应用

5.5 定铬传感器及其在熔融金属中的应用

5.6 CO2、SO2和NOx气体传感器

参考文献

第6章 极限电流型氧传感器

6.1 极限电流型氧传感器的分类及工作原理

6.1.1 体扩散

6.1.2 Knudsen扩散

6.2 应用范围和测量误差

6.2.1 泵电压

6.2.2 氧分压范围

6.3 应用实例

6.3.1 电流型NOx传感器

6.3.2 宽量程氧传感器

6.4 致密扩散障碍层极限电流型氧传感器

参考文献

第7章 混合电势型气体传感器

7.1 传感器结构

7.2 传感机理

7.3 CO传感器

7.4 NOx传感器

7.5 NH3传感器

7.6 H2传感器

7.7碳氢化合物传感器

参考文献 214