La_（1－x）SrxMO_3（M＝Co、Mn）陶瓷阴极的制作及相关性能分析

尝试采用涂覆法制备燃料电池陶瓷阴极，通过合理控制初始粉末粒度，添加一定的分散剂、稳定剂，并应用相应的陶瓷烧结工艺制备了表观形貌及性能俱佳的陶瓷阴极，结合固态电化学三电极法对其极化现象作了一定分析。     

SOFC阴极材料（La0.85Sr0.15）（Mn1—7Cry）O3＋δ的非化学整比,晶体结构,电导

研究了掺杂Ｃｒ２Ｏ对（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５）ＭｎＯ３（以Ｃｒ只好以代Ｍｎ）Ｍｎ＾４＿离子的含量、氧非化学整比、晶体结构、电导率和热膨胀系数的影响。结果表明，随Ｃｒ取代Ｍｎ的摩尔比ｙ增加「Ｍｎ＾４＋」／「Ｍｎ＋Ｃｒ」比率和氧的非化学整比δ减小，而「Ｍｎ＾３＋」比率不变；ＬＳＭＣ的昌体结构仍属菱表六面体，且结构和成分（δ）从室温到１０００℃保持稳定；ＬＳＭＣ的导电激活能增大，但在１０００℃时电导率     

高温燃料电池阴极材料La（Sr）MnO3的电导性能研究

用固相合成法合成了（Ｌａ１－ｘＳｒｘ）１－ｙＭｎＯ３（ｘ＝０～５，ｙ＝０～０．１）单纯相化合物。在空气中用直流四探针法测定了各组成的电导率。测试温度范围为１００～９５０℃。其中（Ｌａ０．７Ｓｒ０．３）０．９５ＭｎＯ３具有最大的电导率。讨论了Ｌａ（Ｓｒ）ＭｎＯ３的电导机理。     

SOFC阴极材料（La0.85Sr0.15）y（Mn1—zCrz）O3的物理性能和化学稳定性

采用烧结法制备阴极材料（Ｌａ０．８５Ｓｒ０．１５）ｙ（Ｍｎ－ｚＣｒｚ）（ｙ＝０．８５，１；ｚ＝０．１，０．２）。研究了多孔锰酸镧致密ＺｒＯ２（８ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３）界面的成分变化和显微形貌。     

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3粉末的合成与性能表征

La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3钙钛矿型氧化物具有良好的电子和离子混合导电性能．可作为中温固体氧化物燃料电池（ITSOFC）的阴极材料。本文中采用EDTA-柠檬酸法合成La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.22O3（LSCF）粉末，借助差热-热重（DTA／TG）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等分析手段．对阴极材料的合成、掺杂机理、与电解质（YSZ）间的高温化学相容性进行了研究和讨论。结果表明：干凝胶的最佳煅烧温度为800℃。所合成的粉末具有单一的钙钛矿结构，平均粒径约为40nm；掺杂后的LSCF仍保持菱方结构；当SOFC的运行温度低于800℃时，LSCF与YSZ具有良好的化学相容性。     

中温固体氧化物燃料电池Sr1-xTbxCoO3-δ（x≤0.3）阴极材料的制备与性能研究

以化学计量比的SrCO3、Co3O4和Tb4O7为原料,采用固相法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Sr1-xTbxCoO3-δ(STC,x≤0.3),采用XRD、ND、TGA、范德堡直流四探针法和电化学方法对STC的晶体结构、高温失重、电导率、极化电阻以及电池进行了研究。结果表明:Sr0.9Tb0.1CoO3-δ的晶体结构是立方相Pm-3m空间群结构;Sr0.8Tb0.2CoO3-δ和Sr0.7Tb0.3CoO3-δ是四方相I4/mmm结构。在500~800℃时,STC的总电导率(σ)均大于407 S/cm。极化电阻(Rp)和活化能(Ea)随着x的增加而增大。当x=0.1时,STC的氧离子空位浓度最大,具有最好的阴极性能,由其组成的单电池最大功率密度为836 mW/cm2。     

用于燃料电池的Ln_（1－x）Sr_xMnO_3系阴极材料的研究

用固相反应合成了Ｌｎ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３（Ｌｎ＝Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｙｂ和Ｙ，ｘ≤０．５）系钙钛矿型多元氧化物，用Ｘ光衍射分析测定了反应产物的相组成和结构类型．离子半径＞０．１Ａ的Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ等取代后的Ｌｎ１－ｒＳｒｘＭｎＯ３仍具有正交ＬａＭｎＯ３的结构，而离子半径＜０．９５Ａ的Ｙ和Ｙｂ取代后的产物，则为六方结构（Ｙｂ，Ｙ）ＭｎＯ３及第二相Ｓｒ（Ｙｂ，Ｙ）２Ｏ４还测定了产物的烧结性能和电导率．发现（Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ）１－ｘＳｒｘＭｎＯ３的电导率比Ｌａ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３约高一个数量级以上，而且都能在ＺｒＯ２固体电解质上形成结合良好的膜材，所以有可能成为另一类性能良好的燃料电池的阴极材料．     

用于燃料电池的Ln1—xSrxMnO3系阴极材料的研究

用固相反应合成了Ｌｎ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３系钙钛矿型多元氧化物，用Ｘ光衍射分析测定了反应产物 相组成和结构类型。离子半径〉０．１Ａ的Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｇｄ等取代后的Ｌｎ１－ｘＳｒｘＭｎＯ３仍具有正交ＬａＭｎＯ３的结构，而离子半径〈０．９５Ａ的Ｙ和Ｙｂ取代后的产物，则为六方结构（Ｙｂ，Ｙ）ＭｎＯ３及第二相Ｓｒ（Ｙｂ，Ｙ）２Ｏ４。还测定了产物的烧结性能的电导率。发现（Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ）１－ｘＳｒｘＭｎＯ     

SOFC阴极材料La0.7Sr0.3Co1-xFexNi0.1O3-δ的制备及其电化学性能探究

采用溶胶-凝胶法制备了La0.7Sr0.3Co1-xFexNi0.1O3-δ(x=0.3～0.6)系列阴极粉体.使用扫描电镜(SEM)观察了粉体形貌,并采用X射线衍射(XRD)和热膨胀仪对其物相结构及热膨胀性能进行探究,发现随着Fe元素掺杂量的增加,晶体结构未发生变化且热膨胀系数下降.进一步对材料进行了电导率测试以及电...     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3系阴极材料制备及表征

La1-xSrxCo1-yFeyO3系(LSCF)钙钛矿结构氧化物是一类性能优异的离子-电子混合导体,同时具有良好的化学稳定性和催化活性,有望作为中低温条件下工作的固体氧化物燃料电池阴极材料的候选材料.本文采用固相反应法制备了多孔La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3(y=0.2～0.8)氧化物陶瓷,通过XRD,TG/DTA等测试技术研究了LSCF的结构与制备过程,采用直流四探针法测试了样品的电导率,同时考察了这类组成样品的热膨胀系数.结果表明,这类组成的电导率都有着相同的变化趋势,即先随温度升高而增大,至极大值后又开始降低.分析表明,除了存在小极化子导电机制外,同时还可能存在以下几种机理:1)热激发引起Co3 离子的电荷歧化;2)高温下氧空位生成导致的离子补偿;3)Fe4 较Co4 优先进行电子补偿.     

La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3系阴极材料的电性能

La1-xSrxCo1-yFeyO3系(LSCF)钙钛矿结构氧化物是一类性能优异的离子-电子混合导体,同时具有良好的化学稳定性和催化活性,有望作为中低温下工作的固体氧化物燃料电池阴极材料的候选材料.本文考察了La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3(y=0.2～0.8)系材料的导电机制.XPS光电子能谱分析表明,除了存在小极化子导电机制外,同时还可能存在以下几种机理:1)热激发引起Co3 离子的电荷歧化;2)高温下氧空位生成导致的离子补偿;3)Fe4 较Co4 优先进行电荷补偿.     

La1—xSrxCoO3—y导电陶瓷制备工艺的研究

用固相反应法制备了Ｌａ１－ｘＳｒｘＣｏＯ３－ｙ导电陶瓷瓷材料，研究了制备工艺对烧性能的影响。实验结果表明，烧结体的致密度取决于预烧温度，烧成温度及保温时间，此外还与成型方法等因素有关，在１０００～１３００℃保温２～１５ｈ获得了高密度，导电性良好的立方钙钛矿型Ｌａ１－ｘＳｒｘＣｏＯ３－ｙ（ｘ＝０．５，０．６）陶瓷材料。用Ｘ射线分析了材料的相组成和结构。     

多孔La1-xSrxMnO3的制备及表征

用固相烧结法研制固体氧化物燃料电池的多孔阴支撑体La1-xSrxMnO3（LSM）。实验研究了LSM径向收缩率、孔隙率、孔径大小等多孔陶瓷的特征量与烧结温度、有机添加剂量等制备条件的关系。用扫描电子显微镜分析了LSM的烧结性能,同时用四端子法研究了多孔LSM的电导率、电导活化能等与LSM孔隙率的关系。     

La—Y—Si3N4陶瓷的高温性能

研究了Ｌａ－Ｙ－Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的高温力学性能、氧化行为和抗热震性能。结果表明，晶界玻璃相对高温性能有重要影响，在室温￣１３５０℃的范围内，随温度升高，Ｓｉ３Ｎ４的抗弯强度降低，断裂韧性增加；在１３００￣１３５０℃的温度范围内，Ｓｉ３Ｎ４的氧化符合抛物线规律，氧化过程主要由晶界处添加剂离子和杂质离子的扩散过程控制，由于热应力导致裂纹的产生和扩展，使得热震后材料的性能降低。     

施受主杂质La,Mn共掺BaTiO3陶瓷PTC特性的研究

采用溶胶－凝胶法制备施主杂质Ｌａ和受主杂质Ｍｎ均相共掺ＢａＴｉＯ３半导体陶瓷。掺杂过程中以Ｌａ、Ｍｎ的硝酸盐水溶液代替醇盐实现相掺杂,改善组分均匀性。讨论了受主杂质Ｍｎ的浓度与陶瓷ＰＴＣ性能的关系,并结合ＸＰＳ测量结果,对其影响ＰＴＣ效应的生观机制进行探讨。     

BaPbO3掺杂对（Sr,Pb）TiO3陶瓷性能的影响

研究了一系列ＢａＰｂＯ３掺杂的钛酸锶铅基陶瓷的制备过程和电学性能，结果表明：低阻的ＢａＰｂＯ３的添加能显著降低材料的烧结温度，促进晶粒生长，但并不能明显降低材料的室温电阻率，ＸＰＳ分析证实了ＢａＰｂＯ３加入后在与（Ｓｒ，Ｐｂ）ＴｉＯ３固溶时，四价的Ｐｂ被还原为二阶，ＢａＰｂＯ３不以低阻相单独存在。     

多孔 La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-的制备及表征

多孔La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-陶瓷具有一定的强度、良好的透气和电传导性能,可用于中温SOFC阴极支撑体和氧分离膜活性支撑体. 本文用固相反应法制备了多孔La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-陶瓷. 考察了烧结条件、成型压力和有机添加剂量对孔隙率和孔径的影响. 研究发现气体渗透率随孔隙率线性增长,电导率随孔隙率的增大而下降,并满足关系式=0(1-P)3.1.     

La0.7Sr0.3FeO3-Sm0.2Ce0.8O2复合阴极制备及性能研究

采用固相反应法(SSR)和硝酸盐-甘氨酸燃烧法(GNP)合成La0.7Sr0.3FeO3(LSF)粉体,用于制备中温固体氧化物燃料电池的复合阴极LSF-Sm0.2Ce0.8O2(SDC).用交流阻抗谱研究复合阴极的组成、烧结温度、起始粉体性质等因素对电极界面比电阻的影响.结果表明,在LSF中加入适当比例的SDC可明显提高电极的性能.当SDC的加入量达到其渗流阀值(～50%,质量分数)时,在700℃复合阴极的界面比阻抗约为0.2 Ω·cm2,大约为纯LSF的十分之一.电极性能的明显提高的原因是电极离子电导率的提高、CeO2的本征催化性能以及电极三相线密度的增大.