固体电解质BaCe_(1-x)RE_xO_(3-δ)的电导率及燃料电池性能

利用溶胶 -凝胶法合成了 Ba Ce1 - x REx O3-δ( RE:稀土 )系列固体电解质 ,结果证明纯 Ba Ce O3 导电性较差 ,RE3+ 的引入 ,取代了晶格中的 Ce4+ ,增加了氧空位 ,大大提高了体系的导电性。文章还研究了掺杂的 Ba Ce O3体系的导电机理 ,讨论了不同稀土离子掺杂对电导率的影响 ,以 Ba Ce1 - x REx O3-δ为固体电解质组装了 H2 /O2 燃料电池 ,电池的开路电压接近 1V,短路电流密度超过 10 0 m A/cm2 ,以 Ba Ce0 .8Gd0 .2 O2 .9为 SOFC电解质 ,80 0℃时最大输出功率密度达 30 m W/cm2 。     

Al2O3对Ce0.8La0.2O1.9电解质材料性能的影响

制备添加Al2O3的(1-y)Ce0.8La0.2O1.9+yAl2O3(y=0、0.005、0.01、0.02、0.03、0.05、0.07、0.1)电解质材料. 考察Al2O3的添加对La3+单掺杂CeO2电解质材料烧结性能、热膨胀、离子电导率和抗弯强度的影响. 结果表明:Al2O3能促进Ce0.8La0.2O1.9的烧结;当Al2O3的摩尔分数大于0.02时,出现了第二相LaAlO3;Al2O3的添加能提高Ce0.8La0.2O1.9的离子电导率,当Al2O3的摩尔分数为0.005时,试样的离子电导率达到最大值;Al2O3的添加能有效提高Ce0.8La0.2O1.9的抗弯强度,抗弯强度随着Al2O3添加量的增加而增大;所有试样的热膨胀系数为(12.28～12.55)×10-6K-1.     

Al2 O3掺杂对Ce0.8 Gd0.15 Y0.05 O2-δ固体电解质的微结构与电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备了AlO1.5掺杂浓度为0.5%,1.0%,2.0%的AlO1.5/Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ固体电解质材料,利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和交流阻抗谱研究了Al2O3掺杂对Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ微观结构及电性能的影响,结果表明：800℃焙烧的所有粉末样品均为单相立方萤石结构,在所有样品中,AlO1.5掺杂量为0.5%的样品晶粒均匀,较致密,交流阻抗谱测试表明掺杂AlO1.5（x=0.5%）使Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ晶界电阻减小,晶界电导率增高;当AlO1.5掺杂量x≥1%时,Al2O3对晶界的阻塞作用使晶界电导率降低,在所有样品中Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ/0.5%AlO1.5晶界电导率最高（σ700℃=8.12×10-3S/cm）,说明在Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ少量掺杂AlO1.5（x=0.5%）具有烧结助剂和晶界清除剂的作用.     

Ce(Y,Eu)-Ba-Cu氧化物超导性能的研究

研究分别由 CeO_2和 Ce_2(C_2O_4)_3作为起始原料制备的名义成分为 CeBa_2Cu_3Oy样品以及 Ce(Y,Eu)-Ba-Cu-O 系列样品的工艺过程和测量结果.实验表明,Ce和 Ba 氧化物具有极强的形成 BaCeO_3的趋势,阻止了缺氧钙钛矿结构的形成.在 CeBa_2Cu_3Oy 中非化学计量添加 Y 获得了转变温度为85K 的超导体,本文给出了其电阻、磁化率及元素含量分析结果.     

CeO_2掺杂对Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3-MgO结构及介电性能的影响

在Ba0.6Sr0.4TiO3(BST)与质量分数为56%MgO混合的基础上,进行了CeO2掺杂的系统研究.结果表明,随着CeO2掺入量的增加,Ba0.6Sr0.4TiO3-MgO(BSTM)陶瓷晶粒尺寸减小.X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、扫描电镜(electron microscope,SEM)和能谱分析(energydispersion X-ray,EDX)表明,复合陶瓷由Ba0.6Sr0.4TiO3和MgO两相组成,没有杂相出现.随着CeO2含量增加,复合陶瓷样品的居里温度点向低温方向偏移,介电常数、介电损耗、介电可调度也相应发生变化,样品的K值呈现出先增加到最大值,随后逐渐减小的趋势.CeO2含量为0.2%的样品具有较好的介电性能.     

甘氨酸燃烧合成多元掺杂YSZ电解质材料

为提高YSZ固体电解质材料的电性能,采用甘氨酸-硝酸盐液相燃烧法制备了Sc~(3 )(Dy~(3 ))和Yb~(3 )复合掺杂的YSZ材料.复合掺杂剂的加入使材料保持稳定的立方结构,且增大了样品晶格常数和氧空位迁移半径R值.试样电导率得到提高,1000℃电导率达0.15S/cm.显微结构分析表明,复合添加剂促进了ZrO_2晶粒的生长,晶粒间存在明显的第二相组分,限制了电导率的进一步提高.继续添加Al~(3 )、Ca~(2 )明显改善了晶界状况,晶界处较为洁净,但试样高温电导率略有降低.     

固相反应合成钙钛矿型氧化物Ba1.0 Co0.7Fe0.2 Nb0.103-δ的机理

以BaCO3、Co3O4、Fe2O3和Nb2O5粉末为原料,通过固相反应合成了钙钛矿型复合氧化物Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.利用XRD、SEM和TGA-DSC同步热分析仪等研究了合成该材料的反应过程.结果发现,在固相反应法合成Ba1.0Co0.7Fe0.2-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ的过程中,首先出现的是BaCoO3、BaFeO2.9相和Ba5Nb4O15相,在1473K烧结10h能够得到立方钙钛矿相的Ba1.0-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.通过分析,整个反应过程分为两个阶段:第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO2.9和Ba5Nb4O15三相之间逐渐固溶生成均相Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ,此过程伴随有氧的脱出.     

固相反应合成钙钛矿型氧化物Ba_(1.0)Co_(0.7)Fe_(0.2)Nb_(0.1)O_(3-δ)的机理

以BaCO3、Co3O4、Fe2O3和Nb2O5粉末为原料,通过固相反应合成了钙钛矿型复合氧化物Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.利用XRD、SEM和TGA-DSC同步热分析仪等研究了合成该材料的反应过程.结果发现,在固相反应法合成Ba1.0Co0.7Fe0.2-Nb0.1O3-δ的过程中,首先出现的是BaCoO3、BaFeO2.9相和Ba5Nb4O15相,在1 473 K烧结10 h能够得到立方钙钛矿相的Ba1.0-Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ.通过分析,整个反应过程分为两个阶段:第一阶段为BaCO3和Co3O4、Fe2O3、Nb2O5之间的加成反应;第二阶段为加成反应生成的BaCoO3、BaFeO2.9和Ba5Nb4O15三相之间逐渐固溶生成均相Ba1.0Co0.7Fe0.2Nb0.1O3-δ,此过程伴随有氧的脱出.     

柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成Lu3+和Gd3+共掺杂CeO2及其复合电解质的中温电性能

本文以柠檬酸-硝酸盐燃烧法合成Lu3+和Gd3+共掺杂CeO2,再与二元硫酸盐制备复合电解质Ce0.8Gd0.1Lu0.1O2-α-KLiSO4.采用X射线衍射技术测定单一Ce0.8Gd0.1Lu0.1O2-α和复合Ce0.8Gd.1Lu0.1O2-α-KLiSO4电解质的晶体结构.用交流阻抗法测定复合电解质在500-...     

UV-LED用2(Sr,Ba)O-0.16B2O3-0.84P2O5:Eu2+荧光粉

以SrCO3、BaCO3、H3BO3、Eu2O3和NH4H2PO4为原料,通过高温固相法,合成了2(Sr,Ba)O-0.16B2O3-0.84P2O5:Eu2 荧光粉。通过XRD图谱、激发和发射光谱、光色参数和相对亮度的测量,研究了Ba2 对荧光粉的晶体结构以及发光性能的影响。结果表明:2(Sr,Ba)O-0.16B2O3-0.84P2O5:Eu2 荧光粉属于四方晶系,晶胞参数随Ba2 摩尔含量增加而增大。Ba2 的引入可以显著提高荧光粉的相对亮度,同时,随着Ba2 摩尔含量的增加,荧光粉的发射主峰向短波方向移动,出现蓝移,其色坐标y值逐渐减小,有利于提高白光发光二极管的流明效率和显色指数。     

复合阴极La1.6 Sr0.4 NiO4+δ-Ce0.8Sm0.2 O1.9的电性能及电化学性能

采用自燃烧法制备La1.6Sr0.4NiO4+δ(LSN)阴极材料与Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)电解质材料,再用固相混合法将2种材料按不同质量比混合制备La1.6Sr0.4NiO4+δ-Ce0.8Sm0.2O1.9(LSNSDC)复合阴极材料.考察SDC含量对LSNSDC的电导率和电化学性能的影响,并确定最佳的SDC含量.结果表明:LSNSDC电导率的最大值随着SDC含量的增加向高温段移动.复合阴极经1050℃煅烧4h后,可与SDC电解质形成较好的接触界面,表现出最低的极化电阻(Rp).当SDC质量分数为30%(LSN30SDC)时,复合阴极的Rp与过电位(η)都达到最小值.800℃时,LSN30SDC复合阴极的Rp为0.238Ω·cm2,约为LSN的25%;当电流密度为300mA/cm2时,LSN30SDC复合阴极的η约为67mV,是LSN的70%. LSN30SDC复合阴极的极化电阻随着循环次数的增加而增加.     

Ce对Cu-Cr合金内氧化层组织和性能的影响

利用不同Ce含量的Cu-0.4Cr-Ce合金进行包埋内氧化处理,对所得的Cu/Cr2O3复合材料进行了显微组织观察,测定了内氧化层深、显微硬度、电导率及抗拉强度。结果表明:随着内氧化时间的延长,复合材料的内氧化层深增加;Ce的加入,不仅细化了晶粒,而且内氧化层深也相应加深,最高达770μm;同时Ce含量增加,也提高了Cu/Cr2O3显微硬度、电导率及抗拉强度,分别达到HV128、80%IACS和400MPa。     

CeO_2对堇青石陶瓷的相组成和性能的影响

为了获得堇青石含量高且具有一定孔隙率的堇青石质耐火材料 ,用 X射线衍射仪、扫描电镜和热膨胀仪等手段研究了由氧化物粉末 (Mg O、Al2 O3 和 Si O2 )制备堇青石陶瓷时 ,添加 Ce O2 对堇青石陶瓷相组成和性能的影响 ,分析了 Ce O2 在烧结过程中的作用机理。试验表明 ,在 1370℃烧结 3h,该陶瓷由堇青石和孤立分布的玻璃相组成。随 Ce O2含量增加 ,陶瓷的致密度、弯曲强度和热膨胀系数逐渐升高。适量添加 Ce O2 (质量分数为 0 .0 2～ 0 .0 4) ,显著降低中间相(方石英、尖晶石 )的含量。Ce O2 的作用主要与改变 Si4+、Al3 +和 Mg2 +离子的扩散有关。这种工艺特别适用于制造窑具、高温气体过滤器等部件     

Mg-(1-4)Ce合金的组织和性能

为分析稀土元素Ce对镁的组织和性能的影响,在纯镁中分别加入1%~4%的Ce制备了Mg-(1-4)Ce系列合金.采用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪和电子万能试验机对铸态合金的显微组织、相组成、拉伸性能和抗蠕变性能进行了研究.实验结果表明:Mg-(1-4)Ce合金的铸态组织由α-Mg基体和沿晶界分布的共晶(α-Mg+Mg12Ce)组成,随着Ce含量的增加,晶界处的共晶组织数量逐渐增加,分布也由离散点状转变为网状;随Ce含量的增加,铸态Mg-(1-4)Ce合金的抗拉强度和屈服强度都逐渐增大,而塑性逐渐降低;合金的强度随温度的增加而下降,但下降的幅度不大,表现出较好的高温稳定性,而延伸率则随温度增加明显上升;铸态Mg-(1-4)Ce合金表现出良好的抗蠕变性能,Mg-4Ce铸态合金的稳态蠕变速率为1.55×10-9s-1.     

298K时NdCl3在混合溶剂(DMF-H2O)中电导的研究

在298K时测定了NdCl3在混合溶剂N,N-二甲基甲酰胺-水(DMF-H2O)中的电导率,利用公式计算了稀土氯化盐NdCl3的摩尔电导率,使用Origin软件进行线性拟合,外推得到NdCl3在混合溶剂(DMF-H2O)中的无限稀释摩尔电导率λ0=300.01S·cm2·mol-1,并讨论了在298K时浓度对NdCl3在混合溶剂(DMF-H2O)中电导率和摩尔电导率的影响.在298K温度时随溶液浓度的增加,稀土氯化盐NdCl3在混合溶剂(DMF-H2O)中的电导率逐渐升高;摩尔电导率逐渐减小.     

YBO3∶Ce3+复合NaMgBO3∶Ce3+荧光粉发光性能的改进

采用第二相复合的方法制备了一系列NaMgBO₃∶Ce3+/yYBO₃∶Ce3+(复合比y=0~0.035，摩尔分数)荧光粉，对其物相、形貌和光学特性进行了研究。选择YBO₃∶5%Ce3+作为复合基底，将其复合到NaMgBO₃∶Ce3+荧光粉中时，样品的带隙增加，随着YBO₃∶Ce3+复合比的增加，样品在464 nm处的发射强度逐渐增强，最佳复合比y为0.025。由于YBO₃∶Ce3+在380~400 nm范围内的发射峰与NaMgBO₃∶Ce3+的激发峰有重合，而且复合物样品在该范围内的发射强度会随YBO₃∶Ce3+复合比的增加而降低，证明了YBO₃∶Ce3+和NaMgBO₃∶Ce3+之间存在能量转移。结果表明:该荧光粉在全光谱照明中可作为一种良好的青色填充候选材料。     

BCZT-KNN无铅压电陶瓷的制备及其介电性能研究

采用固相合成法制备了(Na0.5K0.5)NbO3(KNN)掺杂的(Ba0.92Ca0.08)(Ti0.95Zr0.05)O3(BCZT)陶瓷.研究了KNN掺杂量对BCZT物相结构、晶粒生长和介电性能的影响.XRD结果表明BCZT-xKNN陶瓷可形成单一钙钛矿结构的固溶体,Nb5+离子取代Ti4+位,Na+,K+取代Ba2+位,并在晶界处发生偏析,从而使得烧结温度降低,介温峰变宽.KNN固容量的增加直接影响陶瓷微观结构、晶粒尺寸和介电性能,并且在KNN固容量为4%时陶瓷具有明显弛豫现象和最大介电常数(’ε=6 000).     

Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85复合材料的制备与导电性

为研究复合材料氧离子导电体的导电特性,采用化学共沉淀法制备Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85纳米复合粉体,并获得复合陶瓷材料.通过X线衍射仪和扫描电子显微镜对复合材料的物相组成与微观结构进行分析,利用交流阻抗测试研究材料的离子导电性.研究结果表明:煅烧复合粉体的平均晶粒尺寸为15 nm;复合材料的导电性均明显高于复合组元的单相材料的导电性;La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O2.85中La2O3过量3％(质量分数)的复合材料体现最好的导电性,在700℃时的导电率为0.106 S/cm.通过交流阻抗谱分析晶粒、晶界特性,探讨复合电解质材料的导电机理.     

基于陶瓷电极的质子交换膜在低温常压合成氨中的应用

以多孔性Ni—La0.9Ba0.1Ga0.8Mg0.2O（3-α）为阳极,多孔性Sm0.2Ce0.8O2为阴极,基于质子离子液体（PIL）的质子交换膜为电解质,组装成单电池。用交流阻抗法测定质子交换膜在氢气气氛中30-110℃的电导率,最高电导率出现在90℃,为1.4×10^3 S cm^1。用该单电池进行常压合成氨,最佳条件下（温度为90℃,电流为1.4 mA）的氨产率为3.5×10^-9mol s^-1cm^-2。     

稀土杂多化合物Ba4[Ce(Ⅳ)W10O33]·24H2O制备及纳米化

以TritonX-100/n-C10H21OH/H2O体系W/O微乳液为基础,分别以K8[Ce(Ⅳ)W10O33]·32H2O和Ba(NO3)2水溶液代替组分水制备W/O微乳液.然后将两种微乳液混和,得到淡黄色沉淀的Ba4[Ce(Ⅳ)W10O32]·24H2O纳米粒子.经电镜分析所得Ba4[Ce(Ⅳ)W10O33]·24H2O纳米粒子为粒径6 nm的圆球状颗粒.并用TG-DTA和Raman对该化合物进行了袁征.