摻雜過渡金屬氧化物的CeO-,2-基固體電解質(zhì)的制備與性能研究.pdf

1、本文采用低溫燃燒合成法(LCS)制備摻雜的CeO<,2>基固體電解質(zhì)，研究了其制備工藝和制得電解質(zhì)的性能。 通過比較，采川檸檬酸作還原劑，乙二醇作為分散劑。發(fā)現(xiàn)檸檬酸與硝酸鹽的摩爾比為2.0時，制備的CGO樣品的相對密度最大，且電導(dǎo)率較高。由XRD譜，樣品700℃預(yù)燒結(jié)2h后，立方螢石晶型發(fā)育較好。選用干壓成型法，在400MPa壓力下壓制樣品，當(dāng)成型壓力大于400MPa時，由于彈性后效的作用，燒結(jié)體容易發(fā)生分層、開裂。實驗表明，

2、采用低溫燃燒法(LCS)制得的CGO粉料為納米級粉末，明顯降低了樣品的燒結(jié)溫度。CGO樣品在1200℃燒結(jié)，相對密度即可達(dá)90％左右。研究發(fā)現(xiàn)，在CGO中摻入Co<,3>O<,4>、Fe<,3>O<,4>、Mn<,3>O<,4>作為燒結(jié)助劑，均在一定的、較低的燒結(jié)溫度范圍內(nèi)有助于樣品的燒結(jié)致密。原因是粘性流動機理發(fā)生，使晶粒重排加快，加速了燒結(jié)過程，使燒結(jié)溫度降低。通過延長燒結(jié)時間，摻2％mol Co<,3>O<,4>樣品在1100℃燒

3、結(jié)6h和摻2％mol Fe<,3>O<,4>樣品在1200℃燒結(jié)6h的相對密度分別可達(dá)95.2％和97.4％。 摻雜Co<,3>O<,4>、Mn<,3>O<,4>對CGO電導(dǎo)率的影響類似：由于半徑較小的Co<'3+>、Mn<'3+>離子同溶進CGO品格產(chǎn)生的Co'ce、Mn'Ce缺陷易與V形成締合體，導(dǎo)致載流子遷移困難，從而使摻雜樣品的電導(dǎo)率略有下降，但幅度很小。由于Fe<,3>O<,4>對CGO樣品品界中的Si02雜質(zhì)