新型铋酸钡基热敏陶瓷与薄膜传感器：物联网智慧交通中的研发与应用

本文主要探讨了物联网在智慧交通领域的应用，特别是聚焦于利用铋酸钡（BaBiO3）基热敏陶瓷作为核心材料的温度传感器制备与研究。随着科技的快速发展和生活质量的提升，对温度测量精度和控制的要求日益提高，因此开发新型、对温度敏感度更高的材料变得至关重要。作者基于国内外对负温度系数（NTC）热敏电阻材料的研究，选择了具有钙钛矿结构的BaBiO3作为本研究的重点。 研究中，作者探索了通过添加过渡金属氧化物元素，如镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）和镍（Ni），来改性BaBiO3，从而制备出一系列新型的铅替代热敏感陶瓷系统，如BaNi_x/3Ni_2x/3Bi1-xO3（M=Co,Ni）和BaMe_xBi1-xO3（Me=Co,Cu,Zn,Ni）。其中，着重研究了一种通过溶胶-凝胶法制备的高性能热敏薄膜BaCo0.1Bi0.9O3，这是一种具有潜在应用前景的NTC薄片材料。 研究的核心内容包括以下几个方面： 1. **基础研究**：深入研究了过渡金属氧化物对BaBiO3基热敏陶瓷性能的影响，旨在优化其温度响应特性，使之更适应智慧交通中对于实时、精确温度监控的需求。 2. **材料设计与合成**：通过调控BaBiO3中金属离子的比例和种类，设计出具有不同NTC系数的陶瓷系统，这有助于在不同温度范围内实现对温度变化的敏感检测。 3. **薄膜制备技术**：采用溶胶-凝胶法这种成本低、工艺简单的制备方法，成功制备出BaCo0.1Bi0.9O3薄膜，这不仅提升了材料的可加工性和集成性，也为实际应用提供了便利。 4. **性能评估**：对所制备的热敏陶瓷和薄膜进行了详细的性能测试，包括电阻-温度特性、稳定性分析以及在实际环境中的响应行为，以验证其在智慧交通场景中的实用价值。 5. **应用前景**：探讨了这些新型热敏陶瓷和薄膜在智慧交通领域的潜在应用，如车辆温度监控、道路基础设施温度管理、以及自动驾驶系统中的环境感知等。 该研究为物联网在智慧交通中的应用提供了一种高性能、敏感的温度传感解决方案，对于提升交通系统的智能化水平和安全性具有重要意义。