甘氨酸-硝酸盐法合成La1-x Srx Cr1-y MnyO3-δ阳极材料及性能研究

用甘氨酸．硝酸盐法合成了La0.7 Sr0.3Cr0.5 Mn0.5 O3-δ（LSCM7355）阳极材料。LSCM7355前驱体在1200℃下烧结5h后得到了单一钙钛矿型材料，材料中各元素摩尔比例与设计值吻合较好。1000℃和1200℃烧结5h后，LSCM7355粉体分别为纳米和微米结构。在250—850℃范围内，空气气氛下，LSCM7355的电导率符合小极化子绝热导电机理，其在850℃时为25S／cm。LSCM7355材料在还原气氛下电导率比氧化气氛下低。     

固体氧化物燃料电池阳极材料La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ的合成及性能研究

采用固相法制备La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(LSCM)固体氧化物燃料电池(SOFC)阳极材料,用TG-DTA和X射线衍射分析仪分析了LSCM材料中钙钛矿相的形成过程,用SEM、直流四探针、交流阻抗等方法对合成材料的结构与性能进行研究。研究结果表明:用固相法制备所得到的非晶产物分别在1250℃和1350℃下烧结15h都能得到单一的钙钛矿相,对LSCM样品电性能研究表明,其电子电导率随温度的升高而增加,在850℃时空气状态下的电子电导率可达29.2S/cm;LSCM交流阻抗图是有由两个半圆组成的,显示出良好的离子电导率.     

固体氧化物燃料电池阳极材料 La1-x Srx Cr1-y Mny O3-δ的合成及性能研究

采用固相法制备 La1-x Srx Cr1-y Mny O3-δ固体氧化物燃料电池（SOFC）阳极材料，用TG-DTA和X射线衍射分析仪分析了LSCM材料中钙钛矿相的形成过程，用SEM、直流四探针、交流阻抗等方法对合成材料的结构与性能进行研究。研究结果表明：用固相法制备所得到的非晶产物分别在1250℃和1350℃下烧结15h都能得到单一的钙钛矿相，对LSCM样品电性能研究表明，其电子电导率随温度的升高而增加，在850℃时空气状态下的电子电导率可达29．2S／cm；LSCM交流阻抗图是有由两个半圆组成的，显示出良好的离子电导率．     

固相法和甘氨酸-硝酸盐法合成LSCM阳极材料性能比较

采用固相法和甘氨酸-硝酸盐法(GNP)分别合成了La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ固体氧化物燃料电池阳极材料:LSCM-S(固相法)和LSCM-G(GNP).扫描电镜分析表明LSCM-G材料粒径比LSCM-S小.空气中250-850℃下,LSCM-S比LSCM-G电导率稍高;850℃下在甲烷中,LSCM-G比LSCM-S电导率高,850℃下在H2中两者电导率几乎相同,约为0.2S/cm.H2程序升温还原说明LSGM-G与H2发生还原反应的温度更低,反应活性更高.LSCM-G比KSCM-S更适合作为固体氧化物燃料电池阳极材料.     

甘氨酸-硝酸盐法制备Ce0.8Gd0.2O1.85阳极材料的研究

采用甘氨酸-硝酸盐法制备了Ce0.8Gd0.2O1.85(GDC82)阳极材料。用XRD,DC-FP,TPR等技术对材料的性能进行表征。GDC82在H2气氛下的总电导率整体增加,且随温度的升高而迅速增加,在850℃达到0.4S/cm,GDC82与La1-xSrxCr1-yMnyO3-δ(LSCM)阳极材料化学相容性较好,且对氢气和甲烷具有较好的催化氧化效果。     

中温SOFC阴极材料La0.7Sr0.3Co1-xCuxO3-δ的制备及性能

采用固相反应法制备了La_0.7Sr_0.3Co_1-xCu_xO_3-δ系列中温固体氧化物燃料电池（SOFC）阴极材料粉体.对其进行晶体结构表征,高温电导率和热膨胀曲线测试,并选取其中性能较好的样品进行了单电池实验.结果表明,Cu的掺杂降低了（La,Sr）CoO La₃体系阴极材料的热膨胀系数,在x=0.05时电导率略高于未掺Cu的样品.以La_0.7Sr_0.3Co_0.95Cu _0.05O _3-δ为阴极、Ce_0.8Sm_0.2O_1.9为电解质组成的SOFC单电池,在850℃最大短路电流密度达511mA/cm²,最大输出功率密度约为0.106W/cm².     

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℃.     

甘氨酸-硝酸盐法制备 Ce0. 8 Gd0. 2 O1.85阳极材料的研究

采用甘氨酸-硝酸盐法制备了Ce0. 8 Gd0. 2 O1.85（GDC82）阳极材料。用XRD，DC-FP，TPR等技术对材料的性能进行表征。GDC82在H2气氛下的总电导率整体增加，且随温度的升高而迅速增加，在850℃达到0．4S／cm，GDC82与La1-x，Srx Cr1-y，MnyO3-δ。（LSCM）阳极材料化学相容性较好，且对氢气和甲烷具有较好的催化氧化效果。     

Ba0．5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3—δ阴极材料制备与性能表征

采用凝胶浇注法（gelcasting）合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba0.5Sr0．5Co0．2Fe0．8O3-δ粉体。对BSCF粉末和烧结体的性能进行了测试分析。结果表明,制备的试样为单一钙钛矿相,其颗粒尺寸均匀,BSCF阴极材料的电导率随测试温度的升高而降低,其中Ba0．5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ在500℃电导率为25．4S／cm。Ba0.5Sr0．5Co0.2Fe0．8O3-δ与SDC的界面阻抗在800℃为0．20Ωm2。     

氢气气氛烧结制备Y2-x Lax O3透明陶瓷研究

采用碳酸盐共沉淀法在氢气气氛下无压烧结制备Y2-x Lax O3(x =0 ～0.4)透明陶瓷,实验结果表明:在1 570 ℃氢气气氛下烧结5h,随着La2 O3含量的增加,烧结试样的相对密度及硬度均先上升后下降,其最大值分别达到了99.2％和809 HV,获得了透明陶瓷,其平均粒径仅为5～10 μm.     

掺纳米MgO第二相对ZrO2(3Y)材料性能的影响

采用纳米ZrO2(3Y)粉和纳米MgO粉为原料，对掺MgO的ZrO2(3Y)在1100℃、1200℃、1300℃不同温度下进行常压烧结2h，实验结果表明，掺一定量的MgO有利于烧结体电导率的提高并对样品的烧结致密起促进作用。发现烧结样品在烧结温度1200℃和1300℃时，掺5wt％以上的纳米MgO时，四方相完全转变为立方相。探讨了掺纳米MgO对ZrO2(3Y)烧结体的致密度和电导率的影响。     

Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)阴极材料制备与性能表征

凝胶浇注法制备了阴极材料Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ),并对Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)材料的性能进行分析。制备的Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)为钙钛矿相,其颗粒粒度小,并且尺寸均匀。将粉末在1000℃下烧结,所得烧结体的孔隙率为29.86%。在500~800℃温度范围内测试,测试温度升高,电导率降低,在500℃时电导率最大为38.2 S/cm。阴极Ba_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)与电解质Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)做成阴极对称单电池,在800℃时测得欧姆阻抗和界面阻抗分别为1.92Ω·cm~(-2)和0.17Ω·cm~(-2),阴极BSCF与电解质SDC的化学相容性好。     

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.     

掺纳米Al2O3的纳米8YSZ相变及电导率

掺8mol%Y2O3的纳米ZrO2粉体中加入0－5wt%纳米Al2O3，在1100℃、1200℃、1300℃不同温度下烧结2h，烧结样品在烧结温度达1200℃以上，掺1wt%以上的纳米Al2O3的四方相完全转变为立方相。初步探讨掺纳米Al2O3的8YSZ陶瓷烧结体相变机理及纳米Al2O3对8YSZ烧结体的晶参数和电导率影响。     

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.     

PrBaCoCuO5+δ阴极材料在固体氧化物燃料电池中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了PrBaCoCuO_(5+δ)(PBCC)阴极.PBCC样品经1 000℃烧结10 h后已成纯相,为正交钙钛矿结构.其电导率经历了半导体到金属导电机制的转变.当测试温度为350℃时,电导率达到了最大值152 S·cm~(-1).当测试温度为700℃、750℃、800℃和850℃时,PBCC阴极的界面极化阻抗分别为0.197、0.101、0.056和0.032Ω·cm~2.其单电池的功率密度在850℃时为421 mW·cm~(-2).     

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ的甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备和表征

分别采用固相反应法、甘氨酸一硝酸盐燃烧法合成了具有钙钛矿结构的中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSGM）。用XRD、直流四电极和扫描电镜分析了电解质的晶体结构、电化学性能和显微结构。扫描电镜分析表明：用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备LSGM成相温度低,1400℃烧结2h即可获得单相的LSGM。SEM表明烧结体具有良好的微观结构。用甘氨酸-硝酸盐燃烧法制备的LSGM在850℃时的电导率为0.1 S·cm-1,高于固相反应法制备的样品的电导率。与固相反应法制备LSGM相比,用甘氨酸-硝酸盐燃烧法合成LSGM有利于降低烧结温度,提高纯度,改善电解质的性能。     

Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTi3x]O3-δ陶瓷微波介电性能研究

研究了添加B2O3的Ca[(Li1/3Nb2/3)1-xTi3x]O3-δ(0≤x≤0.2)(CLNT)陶瓷的微波介电性能.在整个组分范围内检测到单一的正交相.随着x从0增加到0.2,介电常数(k)将从30增至89,Qf值则下降到3820GHz,谐振频率温度系数(TCF)从-16×10-6/℃增加到22.4×10-6/℃.当B2O3添加1.0%时,CLNT陶瓷的烧结温度可以从1150℃降至970℃而不降低微波介电性能.940℃烧结后,x=0.1试样的微波性能为k=50,Qf=6500GHz,温度系数为-7.6×10-6/℃.     

原位合成方镁石-铁铝尖晶石材料的烧结工艺及性能研究

以镁砂细粉、Fe粉、Fe2O3粉和α-Al2O3粉为原料,采用原位合成法制备方镁石-铁铝尖晶石材料.不同气氛下烧成试验显示N2气氛是合成铁铝尖晶石的最佳气氛.通过XRD和SEM分析在N2气氛中不同热处理温度制备铁铝尖晶石材料的相组成及其显微结构,研究了烧结温度和铁加入量对试样烧结性能的影响.结果表明,试样在N2气氛中于1450、1500、1550℃下保温3h处理后都能原位合成出方镁石-铁铝尖晶石材料;烧结温度的提高有利于铁铝尖晶石的发育和试样烧结性能的提高;铁加入量为10%时烧结性能最佳.     

La2/3-xLi3xTiO3离子导电材料的制备与电导性能研究

采用溶胶凝胶法制备了La2/3-xLi3xTiO3离子导体材料,并对样品的结构、形貌、粒径、电导率用TG—DTA、XRD、TEM和交流阻抗仪进行了观察和测试。结果表明,采用该方法可大大降低材料的合成温度,在室温下电导率高达10-5s.cm-1。