Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Dec 1999)
Effect of H<sub>2</sub> Exposure on TiO<sub>2</sub>-based Ceramic Thick Films
Abstract
Thick-film sensors based on TiO2 (anatase and rutile) and composites of TiO2-Al2O3 and TiO2-Y2O3 have been tested for their electrical response on exposure to H2. Film d.c. resistance was measured in the temperature range 500-650ºC as a function of time and gas-phase composition (air, N2 and 10% H2 in an N2-based stream); the equilibrium gas-phase Po2 was simultaneously monitored with a ZrO2-based oxygen sensor. The detection mechanism of TiO2 to H2 involves the formation of fully ionised oxygen vacancies for both anatase and rutile. The addition of Al2O3 and Y2O3 did little to affect film sensitivity at the tested H2 concentration levels.Los sensores de lámina gruesa basados en TIO2 (Anatasa y rutilo) y materiales compuestos de TiO2-Al203 y TiO2-Y2O3 han sido evaluados en función de su respuesta eléctrica a la exposición de H2. La resistencia d.c. de las láminas fue medida en el rango de temperaturas de 500-560ºC en función del tiempo y la composición de la fase gaseosa (aire, N2 y 10% H2 en un vapor basado en N2); el equilibrio de P02 de la fase gaseosa fue simultáneamente monitorizado con un sensor de oxígeno basado en ZrO2. El mecanismo de detección del H2 por el TiO2 incluye la formación de vacantes de oxígeno totalmente ionizadas por la anatasa y el rutilo. La adición de Al2O3 y Y2O3 apenas afecta la sensibilidad de la lámina en los niveles de H2 evaluados.
