KNb0.9Zr0.1O2.95的合成、结构及离子导电性

采用高温高压法合成了具有正交钙钛矿结构的氧离子导体KNb0.9Zr0.1O2.95.阻抗谱测量结果表明样品的电导率较好地满足Arrhenius关系,具有典型的离子导电特性.800 ℃时KNb0.9Zr0.1O2.95氧离子电导率为3.82×10-3 S/cm. 在测量温度范围内,电导率可以拟合成两条直线,低温活化能(0.95 eV)小于高温活化能(1.21 eV).     

SmAl0.95M0.05O3-δ(M=Ni,Mg,Zn)钙钛矿氧化物的合成和电性能研究

为了提高SmAlO3体系的导电能力,采用低价的Ni2+,Mg2+,Zn2+分别对其B位离子进行了部分替代,在高温固相反应下合成了具有正交钙钛矿结构的混合导体SmAl0.95M0.05O3-δ(M=Ni,Mg,Zn),并利用XRD和直流四引线法对样品的结构以及电导率与温度和氧分压的关系进行了表征.电导率测量结果表明,掺杂显著提高了样品的电导率,比未掺杂的SmAlO3的电导率增加了3～4个数量级,在所有掺杂样品中,SmAl0.95Zn0.05O3-δ的电导率最高,800℃时为3.5×10-1 S/m,活化能最小为0.43 eV.从电导率随氧分压的变化关系分析可知,在高氧分压环境下,SmAl0.95Zn0.05O3-δ是一个氧离子和电子空穴的混合导体,但以离子导电为主,由于P型电导具有随温度下降而减弱的特征,故使其氧离子迁移数随温度下降而逐渐增大.     

混合导体MAl0.97Zn0.03O3-y(M=Eu,Eu0.9 Ca0.1)的合成与电性能

采用固相反应法合成了具有菱方钙钛矿结构氧化物MAl0.97Zn0.03O3y(M=Eu,Eu0.9Ca0.1).电导率随氧分压的变化关系表明,在600～1 000℃范围内,EuAl0.97Zn0.03 O3-y和Eu09Ca0.1Al0.97 Zn0.03O3-y都是一个氧离子与电子空穴的混合导体.双掺杂的Eu0.9Ca0.1Al0.97Zn0.03O3-y的氧离子电导率与单掺的EuAl0.97Zn0.03O3-y相比,提高了约1.5个数量级,900℃时达到2S/m,约高于同温度下La0.9Sr0.1AlO3-y的电导率,活化能为1.25 Ev.本研究表明在EuAlO3体系可以通过优化掺杂离子的含量获得性能较好的氧离子导电材料.     

Sm0.8Ca0.2AlO3-δ固体电解质的合成及其导电性能

为了改善SmAl O3体系的导电性能,提高其离子电导率,在固相反应条件下,用Ca对SmAl O3中的A位进行了部分替代,成功合成了具有四方钙钛矿结构的固体电解质Sm0.8Ca0.2Al O3-δ。以该材料作为电解质隔膜,Pt作电极组成了氢-空气燃料电池,并测定了该燃料电池在800℃~1000℃范围内的电动势。氧离子迁移数通过实测电动势与利用Nernst方程导出的理论电动势的比值来确定,在测量温度范围内氧离子迁移数都大于0.96,样品以离子导电为主。阻抗谱测量结果表明:Ca的掺杂大大提高了样品的电导率,Sm0.8Ca0.2Al O3-δ在800℃时电导率为0.035 S/cm,与钇稳定的二氧化锆(YSZ)的电导率相当。Ca掺杂的SmAl O3是一种性能较为优良的固体电解质。     

混合导体MAl0．97Zn0．03O3-y（M=Eu，Eu0.9Ca0.1）的合成与电性能

采用固相反应法合成了具有菱方钙钛矿结构氧化物MAl0．97Zn0．03O3-y（M=Eu，Eu0.9Ca0.1）。电导率随氧分压的变化关系表明，在600～1000℃范围内，MAl0．97Zn0．03O3-y和Eu0.9Ca0.1Al0.97Zn0.01O3-y都是一个氧离子与电子空穴的混合导体。双掺杂的Eu0.9Ca0.1Al0.97Zn0．03O3-y的氧离子电导率与单掺的MAl0．97Zn0．03O3-y相比，提高了约1.5个数量级，900℃时达到2S／m，约高于同温度下La0.9Sr0.1AlO3-y的电导率，活化能为1．25eV。本研究表明在EuAlO3体系可以通过优化掺杂离子的含量获得性能较好的氧离子导电材料。     

Dy2O3掺杂Ba(Zr0.2Ti0.8)O3陶瓷介电性能及微观结构研究

采用传统固相法制备Dy2O3掺杂Ba(Zr0.2 Ti0.8) O3基介电陶瓷,研究了不同掺杂含量对体系微观结构及介电性能的影响.结果表明:适量Dy2O3掺杂可抑制Ba(Zr0.2Ti0.8) O3陶瓷晶粒异常长大,使陶瓷平均粒径显著降低且粒度分布均匀；由X射线衍射分析得知,Dy2O3掺杂Ba(Zr0.2Ti0.8)O2陶瓷仍为钙钛矿结构单相固溶体；Dy2O3通过对Ba(Zr0.2Ti0.8) O3陶瓷的细晶作用以及对体系自发极化能力的消弱,进而在降低Ba(Zr0.2Ti0.8)O3陶瓷室温相对介电常数的同时有效改善了体系室温介电损耗；随着Dy2O3掺杂量的增加,Ba(Zr0.2Ti0.8) O3陶瓷铁电-顺电相变温度向负温方向移动.     

第2相(ZnO,Fe3O4)对La2/3Ca1/3MnO3晶要体结构的影响

采用固相反应法制备了La(1-x)2/3 Ca1/3 MnO3/0.33(ZnO,Fe304)(x=0,0.04,0.08)锰氧化物复合材料.Rietveld全谱拟合XRD结果表明:复合材料中第2相(ZnO,Fe3O4)和锰氧化物没有发生化学反应,ZnO以非晶态的形式存在,而Fe3O4以晶态的形式存在.第2相的掺入改变...     

Gd,Bi掺杂的YBaC04O7+δ材料微结构和氧吸附性质

采用固相反应法制备出了Y0.9Gd0.1BaCo4 O7+δ和Y0.9 Bi0.1BaCo4O7 +δ2种吸氧材料,研究吸氧材料的微结构和氧吸附性能.Rietveld全谱拟合XRD结果显示:Y0.9Gd0.1BaCo4O7+δ样品具有单一的YBaCo4O7+δ的晶体结构(空间群为P63 mc),而Y0.9 Bi0.1B...     

La（0.6）Sr（0.4）Co（1-y）FeyO3系阴极材料的有机凝胶法合成与电性能

采用有机凝胶法合成了中温固体氧化物燃料电池（IT-SOFCs）阴极材料La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（LSCF）,通过TG-DTA,XRD研究了凝胶前驱体的热分解及其相转化过程,使用直流四引线法测量了烧结体的电导率,并初步探讨了电输运机制.结果表明：凝胶前驱体在850℃焙烧2 h可以形成颗粒细小（约20 nm）、完全晶化的纳米粉体;所有LSCF烧结体的电导率随温度的升高基本上都呈先增大后减小的趋势,并在650-750℃之间达到最大值,中低温段的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理.在相同温度下,随着Co/Fe比例的增加,LSCF烧结体的电导率增大,中低温区域内的表观活化能下降.在700℃时,La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子电导率在195-792 S.cm^-1之间,完全能够满足IT-SOFCs的要求.     

双功能氧电极LaCo_(1-y)Mn_yO_3的合成及电化学性能

用甘氨酸硝酸盐燃烧法制备了复合氧化物LaCo1-yMnyO3(y=0~0.5,0.7,0.9),并对它进行了XRD结构分析.用此复合氧化物制备了双功能氧电极,采用三电极体系在通氧或不通氧下测试氧还原和氧析出的循环伏安曲线,同时研究了氧电极的动力学特征,通过化学动力学参数得到氧还原和氧析出的活化能,采用恒电位电化学方法初步评价了该氧电极的电催化活性.结果表明:该复合氧化物粉体均为钙钛矿单相,平均粒径在14.2~20.2 nm之间.该氧电极具有双功能催化特性,但不完全可逆,其中LaCo0.7Mn0.3O3的双功能电催化活性最好.