Комплексное исследование ВГД-уплотненной наноструктурированной системы на основе ZrO₂ в аспекте сенсорных применений

Abstract

Проведено комплексное исследование структуры и электрических свойств нанопорошковой системы на основе твердого раствора состава ZrO₂ + 3 mol% Y₂O₃ с использованием современных методов электронной микроскопии, спектроскопии электрохимического импеданса (СЭИ) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Показано наличие электрически непрерывной ионной атмосферы, состоящей из водородсодержащих функциональных групп с различными временами спин-спиновой релаксации ядер водорода ¹Н. Предложена оригинальная методика исследования электрических свойств поверхности наночастиц и окружающей ее ионной атмосферы на основе СЭИ. Проведена практическая реализация нанопорошковой функциональной среды сенсорного типа на основе твердого раствора состава ZrO₂ + 3 mol% Y₂O₃.

Integrated study of the structure and electrical properties of a nanopowder system based on the ZrO₂ + 3 mol% Y₂O₃ solid solution was carried out with using modern methods of electron microscopy, electrochemical impedance spectroscopy (ECIS), and nuclear magnetic resonance (NMR). The presence of electrically continuous ionic atmosphere is shown that consists of hydrogen-containing functional groups characterized by different spin-spin relaxation times of hydrogen nuclei. An original technique for studying the electrical properties of the surface of nanoparticles and the surrounding ionic atmosphere is proposed that is based on spectroscopy of electrochemical impedance. Practical implementation of the sensor-type nanopowder functional medium based on ZrO₂ + 3 mol% Y₂O₃ solid solution was carried out.