Search for content and authors
 

Wpływ parametrów materiałowo-technicznych na właściwości optycznego czujnika tlenu na bazie nano-ZrO2

Anna Swiderska - Sroda ,  Mateusz Szymański ,  Witold Łojkowski ,  Agnieszka Opalińska 

Instytut Wysokich Ciśnień PAN (IWC), Sokołowska 29/37, Warszawa 01-142, Poland

Abstract
Kontrola zawartości tlenu w atmosferze jest niezbędna w różnych dziedzinach życia ludzkiego, na przykład w anestezjologii, zabezpieczeniach pracowników pracujących w pomieszczeniach/przestrzeniach do których dostęp powietrza jest ograniczony (górnicy), czy narażonych na działanie gazów trujących (praca w kanałach). Czujniki tlenu są również konieczne dla prawidłowej pracy różnego typu urządzeń np. silników spalinowych, pieców, hutniczych.

W Laboratorium Nanostruktur dla Fotoniki i Nanomedycyny IWC PAN podjęto badania nad nowym sensorem tlenu, pracującym w zakresie od temperatury pokojowej do 400oC. Bazą dla planowanego rozwiązania było zarejestrowane w trakcie wcześniejszych eksperymentów, zjawisko czułości luminescencji nanokrystalicznego ZrO2 na udział tlenu w otaczającej atmosferze. Przeprowadzono cykl komplementarnych badań, które pozwoliły na ustalenie optymalnych parametrów materiałowych oraz konstrukcyjnych urządzenia. Analizowano wpływ składu chemicznego nanoproszku sensora, w zakresie rodzaju i ilości stosowanej domieszki, na przykład Tb, Gd, Eu w przedziale 1-10 mol%. Badano warunki obróbki proszku stosując wygrzewanie w zakresie temperatur 400-1000oC. Na rysunku poniżej pokazano wpływ temperatury obróbki nanoproszku ZrO2: 8 mol%Eu na czułość sensora. W konsekwencji, obecnie jako materiał na sensor stosowany jest dwutlenek cyrkonu domieszkowany 8 mol% Europu, wygrzewany w temperaturze 400oC. Skonstruowano również prototyp urządzenia czujnika. Zbudowany na bazie komercyjnych, tanich podzespołów, autorski sensor ciśnienia parcjalnego tlenu wykazuje dużą czułość już od temperatury pokojowej. Niska temperatura pracy jest istotną zaletą tego urządzenia. W prezentowanej pracy przedstawione będą wybrane wyniki badań, uzyskane w trakcie tworzenia nowego czujnika tlenu.

 

 

Legal notice
  • Legal notice:
 

Related papers

Presentation: Poster at Nano-Biotechnologia PL, by Anna Swiderska - Sroda
See On-line Journal of Nano-Biotechnologia PL

Submitted: 2012-07-01 00:18
Revised:   2012-07-09 09:17