不同方法制备的Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)性能对比

分别采用沉淀法、凝胶辅助的固相反应法和甘氨酸-硝酸盐法制备了钐掺杂的氧化铈材料,结果表明,用后两种方法制备的粉体能够满足固体电解质的要求,其中,凝胶辅助的固相反应法制备的粉体粒度约为20~100nm,甘氨酸-硝酸盐法制备的粉体粒度更小,表现为许多超细纳米颗粒的团聚体.二者烧结体的致密度分别可以达到95%和97%,800℃时的电导率分别为0.071S/cm和0.074S/cm.     

Ba1.03Ce0.8Gd0.2O3-α固体电解质的合成及其燃料电池性能

分别用高温固相反应法及溶胶一凝胶法合成了Ba1．03Ce0．8Gd0．2O3-α固体电解质，测定了两种方法合成样品的结构和600℃～1000℃时的氢-空气燃料电池性能．结果表明，两种方法合成的样品均为钙钛矿型斜方晶结构，用溶胶一凝胶法合成的粉体的烧结温度为1450℃，比高温固相法的烧结温度（1650℃）降低了200℃，其燃料电池具有更好的性能．     

复合掺杂氧化物La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ的结构与电性能研究

用固相反应法合成低价离子Sr、Mg复合掺杂的ABO3型氧化物La0.9Sr0.1Ga0.85Mg0.15O2.875（LSGMl015）La0.9Sr0.1Ga0.75Mg0.25O2.825（LSGM1025）；借助EDS、XRD、SEM、直流四电极法等对LSGM1015和LSGM1025的微区成分、晶体结构、断面显微组织及导电性等进行研究．EDS和XRD分析表明：合成的LSGM1015和LSGM1025样品中杂质元素很少，且具有正交钙钛矿结构，基本上不合杂相；电导率测试结果表明：在673-1073K温度区间，其电导率与温度的关系符合Arrhenius定律，说明LSGM1015和LSGM1025为氧离子导体，且离子迁移活化能Ea≈1eV；Sr、Mg复合掺杂量较多（x＋y=0．35）的LSGM1025具有较高的离子电导率．     

聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成La0.9Sr0．1Ga0．8Mg0．2O3-δ中温固体电解质及其性能

采用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法制备了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-?(LSGM)粉体材料.TG-DSC分析表明,凝胶在250℃附近发生强烈的氧化反应.XRD测试表明,凝胶在1400℃烧结6h,可以完全转变为稳定的钙钛矿相,经1000℃烧结所得粉体的颗粒尺寸平均为200-300 nm.1 450 ℃时烧结体的相对密度达到98%,平均粒径为3～10ìm.该样品在800℃时的电导率为7.5×10-2S/cm,活化能为37.4 kJ/m01.研究结果表明用聚丙烯酰胺溶胶凝胶法合成LSGM粉体有利于提高纯度,改善导电性能.     

锶镁搀杂的镓酸镧基固体电解质粉末制备方法的研究

制备锶镁掺杂的镓酸镧基固体电解质的湿化学法主要包括柠檬酸-硝酸盐合成法、溶胶-凝胶法、丙烯酰胺凝胶法及甘氨酸-硝酸盐燃烧法等;文章简要阐述了湿化学法制备锶镁掺杂的镓酸镧基固体电解质粉末的工艺流程、制备粉体性能及优缺点;并用X射线衍射对溶胶-凝胶法、甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的粉体相组成进行了研究,结果表明甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的粉体,具有较高的纯度。     

中低温固体氧化物燃料电池Sr_(1-x)Na_xSiO_(3-0.5x)(x=0.35,0.45)电解质的性能研究

将具有高离子传导的Sr_(1-x)Na_xSiO_(3-0.5x)(x=0.35,0.45)材料应用于中温固体氧化物燃料电池电解质.利用X射线衍射(XRD)、范德堡法和阻抗测试对电解质样品的结构、电导率和阻抗谱进行了研究.XRD结果表明,利用固相反应法制备样品时,当烧结温度为950℃,烧结时间为15 h后可以获得Sr_(1-x)Na_xSiO_(3-0.5x)电解质材料单相结构.电导率结果表明,x=0.45的电解质样品显示出更高的电导率,其电导率在800℃时,达到0.027 S·cm~(-1).两种样品的阻抗谱结果显示,x=0.45的电解质具有更高的氧离子电导率.     

用流延法制备LSGM电解质膜的研究

稀土钙钛矿型氧化物LaGaO3是固体氧化物燃料电池(SOFC)研制中具有应用前景的固体电解质材料,用固相反应法制备La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85粉末,其水溶液pH值出现先升后降的规律,由于粉末在水溶液中很稳定,因而可采用水基浆料制备电解质膜。在La0.85Sr0.15Ga0.85Mg0.15O2.85粉末中加入适量分散剂、粘结剂、塑化剂、去泡剂和溶剂,用流延法制备LSGM厚膜,其厚膜完整、无宏观缺陷及可以卷曲,经过1500℃、10～24h烧结后可得到致密的LSGM厚膜。     

燃烧法制备磷灰石型碱土掺杂硅酸镧电解质（英文）

采用尿素-硝酸盐燃烧法,在较低温度下制备较高纯度无杂质相的碱土掺杂磷灰石型La_(9.33)M_x(SiO_4)_6O_(2+δ)电解质.通过XRD、SEM、交流阻抗测试,对样品的结构、形貌及电导性能进行研究.结果表明,燃烧合成的无定形电解质粉体,在800℃煅烧12h后,具有P63/m磷灰石型晶体结构;掺杂对LSO烧结体微观产生一定的影响,烧结体的结构和形貌随x值的变化而变化.此外,LSO烧结体具有良好的电阻可逆性和稳定性.适量的掺杂可有效提高LSO的离子电导率,过量的掺杂反而会降低离子电导率,最佳掺杂摩尔分数为0.2.而随着碱土金属阳离子半径增大,掺杂效果也越来越好.     

(La_xSr_(1-x))(Ga_yMg_(1-y))O_3固体电解质的制备及性能研究

采用固相法制备了锶,镁掺杂的镓酸镧(LSGM)固体电解质材料,并对其结晶结构、表面形貌和室温下的电导率进行了研究.XRD分析表明,LSGM样品具有正交钙钛矿结构.利用SEM,分析了烧结保温时间对LSGM样品表面形貌的影响.通过交流阻抗仪测试了室温下LSGM各个组分的电导率,发现在实验中所制备的组分范围内,LSGM体系具有以下特点固定Sr的掺杂量,电导率随Mg的增加而降低;固定Mg的掺杂量,电导率随Sr的增加而增加.     

Co掺杂对Ce_(0.85)Y_(0.15)O_(2-δ)固体电解质材料性能的影响

采用固相反应法合成并在不同温度下烧结Ce0.85Y0.15-xCoxO2-δ(x=0、0.01、0.03和0.05)固体电解质材料,着重研究Co掺杂量对试样的体积密度和离子电导率的影响.采用X射线衍射(XRD)分析烧结后试样的晶体结构,Archimedes法测定烧结试样密度,电化学阻抗谱测量试样的离子电导率.结果表明:试样Ce0.85Y0.15-xCoxO2-δ(x=0、0.01、0.03和0.05)1 400℃烧结后均呈单一的立方萤石结构相,掺杂Co可以有效提高试样的体积密度,促进试样烧结.此外,一定量的Co还可以增加试样的离子电导率,相同烧结条件下试样Ce0.85Y0.14Co0.01O2-δ呈现出最高的离子电导率,1 450℃烧结,其离子电导率在800℃时达到0.083 1 s/cm.     

多元硝酸盐-氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质子导电性

采用固相反应法制备了多元硝酸盐—氧化铝复合固体电解质材料，对其结构及导电性进行了初步研究．结果表明：这种复合固体电解质材料为一多相混合体系，在４００℃附近，碱金属离子的电导率可达１０－１Ｓ／ｃｍ量级；这种复合材料是质子型导体，在含氢的环境中，质子迁移数约等于０．９，质子电导率在４００℃附近可达１０－２Ｓ／ｃｍ量级     

新型固体电解质Ce5.9Ga0.1MoO15-δ的溶胶-凝胶制备及其导电性能

采用溶胶-凝胶法和固相法制备了Ce5.9Ga0.1MoO15-δ.通过差热-热重分析、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和交流阻抗谱等手段对其进行结构表征和导电性能测试.结果表明:Ga的掺杂可增加氧离子空位浓度,改善母体的电导率;测试温度为800℃时溶胶-凝胶法合成Ce5.9Ga0.1MoO15-δ的电导率为6.5×10-3S/cm,高于固相法制备材料的电导率(1.8×10-3S/cm).     

甘氨酸-硝酸盐法合成纳米YSZ微粉及其性能

用甘氨酸-硝酸盐法合成了纳米级钇稳定化氧化锆（YS Z）微粉. 用粉末X射线衍射方法对合成产物和煅烧粉体进行物相分析, 并计算了YSZ合成粉 体的平均晶粒尺寸. 用热膨胀仪和交流阻抗谱分别研究了合成原粉的烧结收缩率和烧结样品 的电学性能. 研究结果表明, 当金属离子与甘氨酸的摩尔比为1∶2时, 用甘氨酸-硝酸盐 法可直接合成纳米级YSZ微粉, 600 ℃和1 000 ℃煅烧粉体的平均晶粒尺寸分别为9.8 5和40.5 nm. 经1 000 ℃预烧的YSZ样品的烧结性能明显高于1 200 ℃预烧YSZ样品. YSZ样 品在1 400 ℃烧结6 h的相对密度分别为99.3%和98.6%, 烧结温度范围为1 400~1 450 ℃ . 经1 450 ℃烧结后的样品在850 ℃时电导率分别为0.037和0.021 S/cm.     

Sr、Mg掺杂量对LaGaO3基电解质离子电导率的影响

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种能量转换效率高和环境友好的新能源装置.采用固相反应法制备了8种具有钙钛矿结构的锶、镁掺杂的镓酸镧固体电解质材料,对其相结构、致密度和离子电导率进行了研究.结果表明,降低烧结升温速率有利于烧结产品的致密化,通过锶、镁掺杂有利于提高该材料的离子电导率;与使用8%mol氧化钇稳定的氧化锆(即8YSZ,其工作温度为1 000 ℃)相比,使用该材料作为SOFC电解质,降低了SOFC的工作温度.     

前驱粉体低温烧结温度与压强对SDC电解质电学性能的影响

通过自蔓延燃烧法制备Sm掺杂的CeO₂基材料, 研究前驱粉体进行不同低温烧结热处理及改变压强对Ce_0.9Sm_0.1O_2-δ(SDC)电解质电学性能的影响, 并分别用X射线衍射、扫描电子显微镜和交流阻抗谱研究不同控制变量下样品的相组成、 微观结构和SDC电解质的电学性能. 结果表明, 当烧结温度升高时, SDC样品的平均粒径显著增加, 烧结温度和压强不影响样品晶胞参数的变化. 与晶粒电导率相比, 改变烧结温度和压强对晶界电导率的影响更明显.     

多元硝酸盐—氧化铝复合固体电解质在中温区的离子和质…

采用固相反应法制备了多元硝酸盐－氧化铝复合固体电解质材料，对其结构及导电性进行了初步研究。结果表明：这种复合固体电解质材料为一多相混合体系，在４００℃附近，碱金属离子的电导率可达１０＾－１Ｓ／ｃｍ量级；这种复合材料是质子型导体，在含氢的环境中，质子迁移数约等于０．９，质子电导率在４００℃附近可达１０＾－２Ｓ／ｃｍ量级。     

掺杂Ce基Ce0.8SmxY0.2-xO1.9（0≤x≤0.2）电解质的电性能

采用固相反应法制备Ce0.8SmxY0.2-xO1.9Zn0.01(0≤x≤0.2)电解质试样。着重考察不同掺杂配比对材料整体导电性能的影响,另外ZnO对材料电性能的影响也进行了探讨。采用X线衍射(XRD)、Archimede排水法、热膨胀测量法和交流阻抗分析对试样的性能进行表征。结果表明:Sm和Y共掺杂能提高CeO2基电解质的电性能。其中1 550℃烧结的Ce0.8Sm0.18Y0.02O1.9在300～700℃具有最高的离子电导率。添加ZnO可以有效地降低烧结温度,在1 500℃所有试样均烧结致密。ZnO的加入可以提高材料的晶界电性能。     

YSZ-Zr2WP2O12复合电解质的制备及Raman谱分析

通过固相反应法在不同的烧结温度制备了一类新型的YSZ-Zr_2WP_2O_(12)复合电解质材料,并通过XRD、Raman和SEM分析了烧结温度对复合材料的相成分和微观结构的影响. XRD和Raman谱的分析表明,在1400℃以上烧结得到的材料为YSZ-Zr_2WP_2O_(12)复合电解质,没有其他杂质峰的存在;SEM分析表明,1500～1600℃烧结得到的复合材料晶粒尺寸较大,结构比较致密,有望得到较好的电学性能.因此,YSZ-Zr_2WP_2O_(12)复合电解质的最佳烧结温度是1500～1600℃,该复合电解质材料的研究有望为解决电解质与电极之间热膨胀系数失配问题提供指导.     

复合固体电解质NGM-GYDC的微观结构和电性能

用溶胶-凝胶法在煅烧温度800℃和1200℃制备Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ(GYDC)和NdGa0.9Mg0.1O3-δ (NGM) 电解质初始粉末,以GYDC为基底材料,将GYDC和NGM按物质的量比1:0.05,1:0.10,1:0.15进行机械混合,烧结温度为1300℃,1400℃和1500℃制备NGM-GYDC复合电解质材料.利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)和交流阻抗谱研究NGM的掺入量及烧结温度对NGM-GYDC复合电解质材料的微观结构和电性能的影响.研究结果表明:1300℃烧结10h,所有复合电解质材料均为立方萤石结构,晶粒近似球形,分布均匀,在所有复合电解质材料中,010NGM-GYDC具有较高的电导率和较低的活化能,在600℃时电导率σ600℃=2.81×10-3 S/cm,活化能Ea=0.83eV,比基底材料GYDC的电导率(σ600℃=1.31×10-3 S/cm,Ea=0.92eV)提高2.15倍.     

凝胶-浇注法制备LaxSr1-1.5xTiO3阳极材料及其性能的研究

采用凝胶-浇注法合成钙钛矿复合系的阳极材料LaxSr1-1.5xTiO3(x=0.1～0.4),探究La掺杂量对相组成、烧结性能、力学性能及高温电导率等的影响.LaxSr1-1.5xTiO3粉体在1 100℃下预烧可得到典型的钙钛矿结构.在1 400℃下煅烧得到的烧结体的电导率数据显示:当x=0.3时电导率最高,在测试温度为800℃时高达180 S.cm-1,与传统固相法相比,其烧结温度降低了约200℃.