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中级锅炉操作工(官方)
3,461
单选题

298.氧化锆传感器中的感受元件的材料利用它能传递()的性质。

A
 锆离子;
B
 氧离子;
C
 氧化锆分子;
D
 氧离子空穴。

答案解析

正确答案:B

解析:

**解析:** 氧化锆($ZrO_2$)传感器是一种基于固体电解质的电化学传感器,主要用于测量气体中的氧含量。其核心工作原理如下: 1. **材料特性**:纯氧化锆在常温下是绝缘体,但在高温下(通常需加热到600℃以上),当掺入少量的氧化钙($CaO$)或氧化钇($Y_2O_3$)等稳定剂形成固溶体时,晶体结构中会产生**氧离子空位**。 2. **导电机制**:在这种高温和特定晶体结构下,氧化锆成为一种**氧离子导体**。这意味着它允许**氧离子**($O^{2-}$)通过晶格中的空位进行迁移,而不是电子、锆离子或整个分子。 3. **传感原理**:当氧化锆管两侧的氧分压不同时,氧分子在高浓度侧获得电子变成氧离子,穿过氧化锆电解质迁移到低浓度侧,再失去电子变成氧分子。这种离子的定向移动产生了电势差(能斯特电势),通过测量该电势即可计算出氧浓度。 **选项分析:** * A. 锆离子:锆离子固定在晶格骨架中,不参与迁移导电。 * **B. 氧离子**:正确。氧化锆作为固体电解质,其导电载流子是氧离子。 * C. 氧化锆分子:分子整体不移动,只有特定的离子在晶格间隙或空位间跳跃。 * D. 氧离子空穴:空穴是离子迁移的通道或机制的一部分,但实际传递(迁移)的物质实体是氧离子。题目问的是“传递什么”,通常指迁移的载流子,即氧离子。 因此,氧化锆传感器利用的是它能传递**氧离子**的性质。 **正确答案:B**

相关知识点:

氧化锆传感,感受氧离子传递

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