烧结助剂CuO对Ce0.8Gd0.2O1.9性能影响的研究

采用传统的固相反应法制备了CGO(Ce0.8Gd0.2O1.9)固体电解质,研究了CuO烧结助剂对CGO的体密度、相组成、微观结构及电性能的影响。结果表明,加入CuO的样品的体密度随烧结温度的升高而增大,1300℃烧结的样品致密化程度最高,当烧结温度为1350℃时,样品有过烧现象。与纯的CGO相比,CuO的加入使样品的烧结温度降低了将近300℃,而且经高温烧结后仍为立方萤石结构,无新相生成。CGO交流阻抗谱与电导率分析表明,当CuO的掺杂量为1%(摩尔分数),烧结温度为1300℃时电导率最高,所以CuO作为烧结助剂不仅降低了烧结温度,使晶粒尺寸减小,同时还提高了电导率,因而CuO是很好的烧结助剂。     

烧结温度对1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

利用冷压-烧结技术制备了1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了1BaO-10Ni-NiFe2O4复合陶瓷物相组成和显微结构以及烧结温度对相对密度和导电率的影响.结果表明,1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷烧结样品中主要含有NiO和NiFe2O4两种,BaO与10NiO-NiFe2O4陶瓷组分反应并形成瞬时液相BaFe2O4和Ba2Fe2O5,且Ba2 离子固溶到基体中,促进致密化烧结;随着烧结温度的升高,样品的相对密度无太大变化,均在97%以上.但样品导电率逐渐增大,当烧结温度为1673K时,1BaO-10NiO-NiFe2O4复合陶瓷达到最大电导率21.16S/cm,是烧结温度为1473K时电导率10.17S/cm的2.08倍.     

Mg_xZn_(1-x)O:Al靶材制备工艺和Mg掺杂对微观结构的影响研究

以纳米级的ZnO、MgO和Al2O3粉体为原料,经过湿式球磨得到了混合粉体,采用常压固相烧结的方法制备了高致密度MgXZn1-XO:Al陶瓷靶材,研究了预烧粉体、Mg掺杂量和烧结温度对靶材微观结构和性能的影响.研究表明,预烧粉体可以减少第二相的生成;随着Mg掺杂量的增加,MgO立方相逐渐增多,在x=0.3时产生了相分离;在1100～1300℃内,随着烧结温度的升高,靶材的晶粒大小和密度逐渐增大,增大趋势在1300℃后变缓,1300℃烧结4h可以制得结构均匀、高致密度的MgxZn1-xO:Al靶材.     

钆掺杂氧化铈纳米材料的碳酸盐共沉淀法合成及导电性能研究

采用碳酸氢铵共沉淀法合成了Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)纳米材料,并用交流阻抗谱技术研究其氧离子导电性能.XRD研究结果表明,经过600℃的热处理,共沉淀产物转变为具有单一立方萤石结构的CeO2超细粉体.在300MPa下将其压制成陶瓷坯体,分别在1150～1300℃下等温烧结4h.研究发现,1250℃烧结4h后,相对密度达到96.7%,其电导率在所有烧结样品中最高,600℃下氧离子电导率为1.1×10-2S/cm,在350～600℃温度范围内其氧离子电导活化能为0.63eV.对于碳酸氢铵共沉淀法制备的GDC纳米材料,1250℃致密化烧结是一个比较适宜的温度,烧结温度过高电导率反而下降.     

烧结助剂Co2O3对Ce0．8Gd0．2O1.9性能的影响

采用传统固相反应法制备陶瓷试样,借助EIS、XRD及SEM等技术手段研究了烧结助剂Co2O3对Ce.8Gd0.2O1.9(CGO)的体密度、导电性能、相组成及微观结构的影响.结果表明,当CGO中添加2.5%(质量分数)Co2O3时,可使CGO试样的烧结温度降低200℃.添加0.75%(质量分数)Co2O3时,试样的晶粒电导率明显增大,晶界电导率下降,添加量为1.0%～2.5%(质量分数)时,晶粒电导率趋于不变,晶界电导率稍微有所增加.XRD图谱表明,试样在1100～1200℃烧结时表现为CGO纯相,在1300～1400℃的较高温度烧结时,为CGO相及少量的Ce24Co11相.     

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2Ox固体电解质材料敏感电学特性的研究

La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2Ox(LSGM)粉体在1000-1500℃烧结4 h得到不同LSGM样品,对各样品进行了各项物理和电学特性测试。结果表明,样品的线收缩率和相对密度随烧结温度的升高而增加,1500℃烧结4 h的样品达到最大的线收缩率和相对密度,分别为24.8%和97%。1250-1500℃烧结4 h样品物相单一,结晶良好,1000℃烧结4 h的样品则存在较多杂相。各样品的电导率随测试温度升高而增大,1400℃烧结4 h的样品在各测试温度下都具有最大的电导率,800℃时,其电导率约为0.093 S/cm。在此研究基础上,采用丝网印刷技术制备了基于LSGM的小孔扩散型极限电流氧传感器,并测得其I-V特性曲线和时间响应特性。结果显示,该传感器的I-V曲线存在较好的极限电流平台,且极限电流和氧浓度之间存在良好的线性关系。响应和恢复时间较短,分别为10-15 s和15-20 s,重复性较好。     

微波烧结Mn-Zn 铁氧体的微观结构演变特征

以传统氧化物法合成的Mn-Zn铁氧体前驱体和外购前驱体为实验原料,经压制成形后用频率为2.45 GHz的微波在1 200~1 400℃烧结制备Mn-Zn铁氧体软磁材料.对烧结过程样品的微观结构和形貌进行了研究,并探究了烧结过程致密化特性及微波加热温度对Mn-Zn铁氧体密度的影响.研究表明:微波烧结的Mn-Zn铁氧体具有典型的尖晶石结构,样品主体相为Mn0.4Zn0.6Fe2O4;用SEM观察样品形貌,发现在1 350~1 400℃烧结的样品结晶状况良好,晶界平直,烧结组织均匀;微波烧结温度对密度有较大影响,在1 200~1 400℃,随着烧结温度升高样品密度增高,密度为4.80~5.28 g/cm3,在1 400℃烧结样品比较致密.微波烧结可以实现样品的快速致密.     

钛酸钡陶瓷烧结动力学曲线的研究

以超重力反应沉淀法(HGRP)制备的纳米钛酸钡粉体为原料,以热膨胀仪为测试手段,对钛酸钡陶瓷的烧结动力学曲线特征进行了研究.结果表明,烧结温度和成型坯片密度都会对钛酸钡陶瓷的烧结过程产生影响,所表现出的烧结动力学曲线特征也不相同,而升温速率几乎不对坯片的烧结动力学曲线特征产生影响.随着烧结温度的升高,坯片收缩率增大,当烧结温度由1150℃升到1300℃时,收缩率由6.7%增大到23.2%;坯片的密度增大,收缩率减小,当成型坯片相对密度由61.08%增大到64.42%时,收缩率由17.5%减少到14.4%;升温速率增大,坯片开始收缩的温度及收缩率几乎不变.     

La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)的制备、表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

TiO2掺杂Ce0.8Sm0.2O1.9材料的制备与表征

通过凝胶浇注法制备了TiO2掺杂量为0-15％（摩尔分数）的T1O2-Ce0.8Sm0.2O1.9（TixCe0.8xSm0.2O2-y，TSDC）粉体。采用X射线衍射、透射电镜对所得粉体的相组成和颗粒形貌进行了测试分析，考察了粉体的烧结性能。此外，还测定了不同组成TSDC烧结体在空气和氢气气氛中的电导率。研究结果表明：凝胶浇注所得干凝胶在较低温度（500℃）下煅烧后，TiO2和Sm2O3即能完全固溶进CeO2晶格中，形成具有单一立方相结构和纳米粒度的TSDC粉体，且粉体粒径随TiO2掺杂量的增加而增大。上述粉体具有较高的烧结活性，其成形压坯在1400℃烧结后，相对密度可达95％以上。此外，测试气氛对TSDC材料的电导率有明显的影响，在空气中，随着TiO2掺入量的增大，TSDC材料的电导率减小，而在H2气氛中，电导率则明显增大，TiO2的掺入，降低了电导活化能。