Sm0.5-x Gdx Sr0.5CoO3-δ阴极材料的制备及其性能表征

采用固相法制备了钙钛矿型氧化物Sm0.5-xCdxSr0.5CoO3-δ(x =0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)粉体.利用XRD分析材料的物相组成,用热膨胀仪测定了材料的热膨胀系数.利用交流阻抗法测试了Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ/SDC复合阴极的极化电阻.结果表明,粉体在1200℃热处理6h后形成正交钙钛矿型结构;从室温到800℃范围内,材料的平均热膨胀系数TEC为11.43×10-6℃-1～14.35×10-6℃-1,掺杂Gd3+以后Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ样品的热膨胀系数比Sm0.5Sr0.5 CoO3-δ样品的热膨胀系数略有增加.800℃时,复合阴极的极化电阻随x的增大先减小后增大,在x=0.1时,最小为0.05Ω;所有样品的极化电阻随测试温度的升高而降低.     

电子束物理气相沉积YSZ热障涂层研究

热障涂层陶瓷面层常用的材料为6%～8%(质量分数)Y2O3部分稳定的ZrO2(YSZ).利用电子束物理气相沉积法(EB-PVD)制备了YSZ热障涂层,并对其显微结构、相组成进行了分析.结果表明,YSZ涂层具有典型的EB-PVD制备涂层的柱状晶结构,相成分为t/t'相.     

La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ混合导电材料的合成与电导率

采用低温燃烧合成技术制备了La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ(x=0.1～0.4)粉体.分别利用X射线衍射(XRD)和差热分析(DTA)技术对粉体的性能进行了表征.XRD结果表明,经800℃培烧的La0.9Sr0.1CU0.9Fe0.1O2.5-δ粉体的对称性较低,未形成钙钛矿结构,其余La1-xSrxCu0.9Fe0.1O2.5-δ(x=0.2～0.4)粉体为四方钙钛矿结构,晶体结构参数之间满足关系式a=b≈2 c.DTA结果显示,La1-xSrxCu0.9Fe0.1O2.5-δ在1000℃以下是热力学稳定的,不会发生分解反应.采用直流四电极法测试了La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ试样在100～800 ℃之间的电导率.试样的电导率In(δT)与1/T之间呈很好的线性关系,说明La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制.Sr掺杂量对试样的电导率和电导活化能有着明显的影响,当Sr掺杂量为0.3时,La1-xSrxCuO0.9Fe0.1O2.5-δ的电导率最高,电导活化能最小.     

Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ/30%Ce0.9Gd0.1O1.95复合阴极的制备及性能研究

采用固相反应法制备了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Sm0.5-xGdxSr0.5CoO3-δ(SGSC),用溶胶-凝胶法制备了Ce0.9Gd0.1O1.95(GDC)电解质粉体。用X射线衍射仪、热膨胀仪及交流阻抗谱法分别对SGSC材料的结构、化学稳定性、热膨胀性质及SGSC/30%GDC阴极的电化学性能进行了研究。结果表明,经1100℃焙烧6 h的SGSC粉体均形成单相正交钙钛矿结构,SGSC与GDC电解质在高温下具有良好的化学相容性。随着Gd3+含量的增加,材料的热膨胀系数无规律性变化,极化电阻先减小后增加,在x=0.15时,以SGSC/30%GDC为复合阴极的极化电阻最小,750℃时,Rp=0.03Ω.cm2。     

Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2体系相稳定性研究

研究了Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料的相稳定性。采用X射线衍射来表征材料从200℃至1 500℃的相稳定性。结果表明:经200℃至1 500℃等温热处理后,Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料仍由单一的四方相组成,说明Yb2O3-Y2O3-Ta2O5-ZrO2陶瓷材料在低于1 500℃以下温度热处理具有良好的相稳定性。另外,该体系表现出与成分无关的高四方度,这可能是具有良好四方相相稳定性的原因。     

Mn对含炭耐火材料抗渣侵蚀性的影响

以烧结板状刚玉、锆莫来石、天然鳞片状石墨为主原料 ,酚醛树脂为结合剂 ,Al、Si、B4C、Mn粉为添加剂 ,经 1 4 50℃埋炭烧成后 ,制成铝炭和铝锆炭系列试样 ,并对各试样的抗渣侵蚀性能进行了对比研究。结果表明 :在铝锆炭材料中 ,当Mn与Al、Si复合加入且Mn与C的质量比为 1∶4时 ,试样的抗侵蚀性和渗透性均较好 ;在铝炭材料中 ,当Mn与Al、Si、B4C复合加入且Mn与C的质量比为 1∶4时 ,试样的抗渗透性较好     

(Sm2O3)0.04(Gd2O3)0.06掺杂CeO2纳米粉体的制备与表征

以Sm2O3、Gd2O3与Ce2(CO3)3·nH2O为原料,采用改进的沉淀法制备了二元稀土(Sm2O3)0.04 (Gd2O3)0.06掺杂CeO2纳米粉体.测定了pH值对0.80Ce(OH)4·0.08Sm(OH)3·0.12Gd(OH)3水溶胶体系Zeta电位的影响.pH值约为7.0时,体系的Zeta电位为0,即体系的等电点(IEP)为7.0.pH值为10.0时,Zeta电位达到最大值-18.5mV,说明此时该体系的稳定性最好.DTA/TG热分析表明,0.80Ce(OH)4·0.08Sm(OH)3·0.12Gd(OH)3粉体的热分解温度约为232℃.由粉末XRD分析可知,经750℃焙烧的二元稀土掺杂CeO2粉末为立方萤石结构,说明Sm2O3与Gd2O3已完全固溶到CeO2中,形成了CeO2基固溶体.由TEM照片可以看出,粉末具有良好的分散性,呈软团聚状态,粒径在5nm～10nm之间.经BET测试计算的平均颗粒尺寸为11nm,与TEM结果是一致的.     

Y2O3与MgO复合掺杂ZrO2材料的电性能研究

利用交流复阻抗分析技术对Y2O3与 MgO复合掺杂ZrO2材料的电性能进行了研究.发现随着Y2O3掺入量的增加,参与跃迁的氧空位增多,并促进烧结体的密度提高,气孔率降低,使得晶粒边界的电阻减少,导致(ZrO2)1-x-y(YO1.5)x(MgO)y陶瓷电导率增大.烧结温度的提高也是增加 (ZrO2 )1-x-y(YO1.5)x(MgO)y陶瓷电导率的重要因素之一.     

Gd2O3掺杂CeO2-δ固体电解质的电化学性能研究

利用交流阻抗技术(EIS)测试了Gd2O3掺杂CeO2-δ固体电解质的电导率.当测试温度低于695℃时,阻抗谱由2个变形的半圆弧组成;而高温时仅有1个变形的半圆弧.固体电解质的晶格电导率、晶界电导率和总电导率与测试温度的关系服从Arrhenius公式.材料的电导率随成型压力的增大先增大,然后减小.随烧结温度的升高,材料电导率是升高的.