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Yb掺杂量对SrCeO3固体电解质导电性能的影响

张超 , 雷洋 , 刘晓鹏 , 李帅 , 何迪 , 张华 , 吕琴丽 , 吴云翼 , 蒋利军

人工晶体学报

通过固相反应法制备了Yb掺杂量分别为5%、10%和15%的SrCeO3电解质陶瓷粉体,通过Fullprof对SrCeO3电解质粉体的XRD图谱进行了全谱分析.通过电化学阻抗谱法对烧结电解质在不同气氛下的导电性能进行了表征.结果表明,600~ 800℃温度范围内当Yb掺杂量为10%时,经过密度修正后理想致密的SrCeO3电解质具有最高电导率,在含水氢气气氛中800℃下电解质总电导率可以达到8.2×10-3 S/cm.当Yb掺杂量为15%时电解质中出现Yb3O4第二相,导致电解质总电导率有所降低.在不同气氛中电解质电导率由低到高的顺序为:干燥氩气<湿润氩气<干燥空气<干燥氢气<湿润空气≈湿润氢气.

关键词: 固体电解质 , SrCeO3 , Yb掺杂 , 电导率

质子导体SrCe0.9Y0.1O3-δ电解质薄膜的溶胶凝胶法制备

张超 , 李帅 , 刘晓鹏 , 何迪 , 王树茂 , 蒋利军

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2012.06.016

以硝酸盐为原料,乙二醇为络合剂,采用溶胶凝胶法制备了质子导体SrCe0.9Y0.1O3-δ电解质薄膜.使用TG/DSC和XRD对凝胶前驱体的热分解过程及相组成进行了表征.探讨了溶胶凝胶制备SrCe0.9Y0.1O3-δ电解质的反应过程:凝胶前驱体由C3H3CeO6和Sr(NO3)2构成;Sr(NO3)2在630℃分解,并部分生成SrCO3中间相;SrCO3在865℃分解完全,并与CeO2反应最终得到SrCeO3.900℃热处理得到的SrCe0.9 Y0.1O3-δ电解质薄膜致密、均匀,无气孔和微裂纹,为钙钛矿型SrCeO3相.热力学计算表明电解质凝胶前驱体生成SrCeO3的热分解反应过程能够达到的最高理论温度为1455.4℃,高于SrCeO3生成所需温度764.6℃,在热力学上有利于SrCeO3相生成.

关键词: 质子导体 , SrCeO3 , 电解质薄膜 , 溶胶凝胶法

Pt修饰的SrCe0.9Y0.1O3-δ膜的制备与电性能研究

陈国涛 , 谷景华 , 张跃

功能材料

为了提高质子-电子混合导电膜的电子导电性,采用浸渍法对SrCe0.9Y0.1O3-δ粉体进行Pt修饰,制备出含Pt的SrCe0.9Y0.1O3-δ质子导电膜(Pt/SCY膜),并对其致密性、物相、微结构、电子导电性进行了研究.研究结果表明,在1450℃保温3h,得到的Pt含量≤0.2%(质量分数)的Pt/SCY膜具有正交钙钛矿结构,且相对密度达98%.当保温时间延长或Pt掺入量增加时,Pt/SCY膜中出现SrY2O4和Y2O3相.Pt/SCY膜在H2还原前后具有不同的微观结构,通过对膜在空气中的交流阻抗谱测试,发现Pt修饰改变了400℃以下电子的传导机制,显著地提高了低温区电子导电率.

关键词: 质子-电子混合导电膜 , SrCeO3 , Pt修饰 , 交流阻抗谱

SrO-CeO2体系化合物的固相反应机理研究

符史流 , 戴军 , 丁球科

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.00357

以SrCO3和CeO2为原料, 采用XRD和TG/DTA分析技术研究了SrO-CeO2体系化合物的物相形成过程. 结果发现, 当灼烧温度低于950℃时, 原始粉料只反应生成Sr2CeO4; 而当灼烧温度高于950℃时, 在反应的初始阶段, 原始粉料中同时出现SrCeO3和SrCeO4物相, 在950℃附近, 主要产物为Sr2CeO4, 在 1000℃以上, 主要产物为SrCeO3. SrCeO3和Sr2CeO4物相分别存在着两种形成机制, 当温度高于1000℃时, SrCeO3由SrO和CeO2直接反应生成, 而Sr2CeO4则由SrCeO3和SrO反应生成; 当温度低于950℃时, Sr2CeO4由SrO和CeO2直接反应生成, 而在950℃附近SrCeO3则由Sr2CeO4和CeO2反应生成. 依据这些实验结果, 给出了SrO-CeO2体系固相反应规律, 并对SrCeO3衍射数据JCPDS36-980的错误结果进行了分析. 荧光光谱测试结果表明, Sr2CeO4物相的形成机制对其激发光谱产生明显的影响.

关键词: 形成机制 , SrCeO3 , Sr2CeO4 , SrO-CeO2 system

SrO-CeO2体系化合物的固相反应机理研究

符史流 , 戴军 , 丁球科

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2006.02.016

以SrCO3和CeO2为原料,采用XRD和TG/DTA分析技术研究了SrO-CeO2体系化合物的物相形成过程.结果发现,当灼烧温度低于950℃时,原始粉料只反应生成Sr2CeO4;而当灼烧温度高于950℃时,在反应的初始阶段,原始粉料中同时出现SrCeO3和Sr2CeO4物相,在950℃附近,主要产物为Sr2CeO4,在1000℃以上,主要产物为SrCeO3.SrCeO3和Sr2CeO4物相分别存在着两种形成机制,当温度高于1000℃时,SrCeO3由SrO和CeO2直接反应生成,而Sr2CeO4则由SrCeO3和SrO反应生成;当温度低于950℃时,Sr2CeO4由SrO和CeO2直接反应生成,而在950℃附近SrCeO3则由Sr2CeO4和CeO2反应生成.依据这些实验结果,给出了SrO-CeO2体系固相反应规律,并对SrCeO3衍射数据JCPDS36-980的错误结果进行了分析.荧光光谱测试结果表明,Sr2CeO4物相的形成机制对其激发光谱产生明显的影响.

关键词: 形成机制 , SrCeO3 , Sr2CeO4 , SrO-CeO2体系

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