La_2Mo_(2-x)W_xO_9的氧离子扩散和相变机制研究

采用介电弛豫和内耗技术,并结合XRD技术研究了新型氧离子导体La2Mo2-xWxO9(x=0、0.25、0.5、0.75、1.0、1.2、1.4)的氧离子扩散行为和相变机制.结果表明,在La2Mo2-xWxO9的介电损耗-温度谱和内耗-温度谱上均出现了2个损耗峰,其中低温峰对应氧离子的扩散弛豫过程,高温峰对应氧离子/空位分布的静态无序态到动态无序态的转变.     

新型La2Mo2O9基氧离子导体的研究进展

自2000年Lacorre等人报道La2Mo2O9具有较高的氧离子电导率以来，La2Mo2O9基氧离子导体由于具有优异的性能而受到人们的关注．本文综述了新型氧离子导体La2Mo2O9的研究现状．重点介绍了纯La2Mo2O9及其掺杂体系的结构与相变、氧离子电导率、氧空位扩散机理、化学稳定性和热膨胀系数等性能．已有的研究结果表明，基于La2Mo2O9的氧离子导体可望在固体氧化物燃料电池、氧传感器、透氧膜等方面得到应用．     

LaGaO3基氧离子导体的研究进展

综述了8年来LaGaO3基氧离子导体的发展，分析了掺杂对LaGaO3结构及导电性能的影响，总结了合成方法、应用，指出了存在的问题及解决问题的途径。     

氧离子导体La2Mo2-yAlyO9-δ的化学稳定性研究

采用固相反应法制备了氧离子导体La2MO2-yAlyO9-δ(y=0、0.1、0.2、0.3)陶瓷样品.用XRD表征了其晶体结构,并用交流阻抗谱方法研究了样品在还原气氛中(5%Hz/Ar)的化学稳定性.结果表明,La2Mo1.9Al0.1-O9-δ样品在还原气氛中的化学稳定性最好,当Al的掺杂量达到10%(y=0.2)时,样品就会被分解,同时化学稳定性能降低.     

磷灰石结构硅酸镧氧离子导体的研究进展

磷灰石结构硅酸镧具有优良的氧离子导电性和化学稳定性,有望作为新一代中低温固体氧化物燃料电池电解质.综述了磷灰石结构硅酸镧的结构特征及导电机理,探讨了La位和Si位不同元素掺杂对硅酸镧电解质电导率的影响.概述了固相反应法、溶胶-凝胶法、凝胶-注模法、共沉淀法、熔融盐法合成硅酸镧的现状,指出了硅酸镧作为固体氧化物燃料电池电解质仍存在的问题及今后的发展方向.     

磷灰石型硅酸镧基氧离子导体研究进展

磷灰石型硅酸镧是一种具有低活化能和高氧离子传导能力的新型氧离子导体。综述了硅酸镧基氧离子导体的晶体结构、导电机理及制备方法,归纳总结了元素掺杂对氧离子传导性能的影响,以及该氧离子导体在固体氧化物燃料电池和气体传感器等方面的应用,并对硅酸镧电解质的发展前景进行了展望。     

(La_(1-x)Yb_x)_2Mo_2O_9(x=0.06)陶瓷的制备及其电性能

采用XRD、SEM、电化学工作站等方法对高温固相反应法合成的(La1-xYbx)2Mo2O9(x=0.06)固体电解质材料的电性能进行了研究.粉末XRD结果表明,该样品为单一立方相La2Mo2O9结构.在测定温度范围内,不同气氛下的电导率随温度的升高基本呈线性增大,干燥氧气气氛下表现出较高的电导率,900℃时达到最大值0.066S/cm.(La1-xYbx)2Mo2O9(x=0.06)能完全抑制La2Mo2O9母体的相变.氧分压与电导率的关系表明样品在高氧分压气氛中是离子导体,在低氧分压气氛中是离子与电子的混合导体.     

纳米快离子导体的研究进展

评述了纳米快离子导体的制备方法和离子导电性能的研究进展及有待进一步研究的问题。     

新型质子导体的研究进展

新型质子导体在CO2和水蒸气气氛中具有较高的稳定性,在固体氧化物燃料电池、氢泵及气体合成等方面有着广阔的应用前景,因此,作为一类新型材料,引起了许多科学家的深入研究。介绍了新型质子导体的结构、传导机理、研究现状、制备方法及其应用。     

O2,金属／氧离子导体界面的电极动力学研究

综述了近年来Ｏ２、金属／氧离子导体电极过程动力学的主要实验方法、黄型的动力学模型,并简要介绍了研究电极动力学的意义。     

新型La_2Zr_2O_7环境障涂层的1300℃热冲击行为研究

采用化学气相沉积和原位合成工艺在Cf/SiC基体上制备了Si/3Al2O3·2SiO2/La2Zr2O7新型环境障涂层(Environmental Barrier Coatings,EBC),研究了EBC涂层在1300℃的抗热冲击性能。结果表明,涂覆Si/3Al2O3·2SiO2/La2Zr2O7涂层的Cf/SiC试样,在热冲击试验进行到121次时发生了过早剥落失效。试验过程中,3Al2O3·2SiO2中间层内的Al元素发生外扩散并在面层中发生反应生成LaAlO3,La2Zr2O7在1300℃高温热冲击环境下发生烧结和粉化,以及由于热膨胀系数差异造成的EBC涂层内残余应力的产生均是导致EBC涂层过早剥落失效的主要原因。     

La_2O_3-Li_2O-B_2O_3三元系玻璃网络结构的研究

本文用拉曼及红外光谱和差热曲线研究了Ｌａ２Ｏ３－Ｌｉ２Ｏ－Ｂ２Ｏ３三元系玻璃的微观结构，着重研究了锂和镧的氧化物的引入对硼的配位数及玻璃网络结构的影响，发现Ｌｉ２Ｏ和Ｌａ２Ｏ３的作用相似，它们的增加都会使玻璃网络的基本结构基团四硼酸盐基团→二硼酸盐基团→偏硼酸盐基团演变。     

沉淀剂对La_2Zr_2O_7制备过程的影响

分别采用氨水和草酸铵作沉淀剂,通过化学共沉淀法制备了单相La2Zr2O7粉末。利用DSC-TGA和XRD等方法对LZ前驱体的煅烧分解过程、产物物相进行了分析和表征。结果表明:氢氧化物前驱体在400~750°C分解得到无定型的复合氧化物,800℃保温2.5h即完成相转变形成单相组分的La2Zr2O7;而草酸盐前驱体在400~650°C草酸盐发生分解得到无定型氧化镧、氧化锆的混合物;700°C以后,La(OH)3的分解、无定型氧化物晶化得到六方结构氧化镧与单斜相氧化锆、Zr4+扩散到La2O3晶界生成La2Zr2O7等三个反应同时进行。获得单相组分La2Zr2O7的煅烧条件至少要1450℃,保温2.5h。草酸盐前驱体中镧和锆两种成分局部的分布不均匀是造成其处理温度比氨水法要高的直接原因。     

氧离子-电子混合导体透氧膜的发展及应用

氧离子-电子混合导体分为单相和双相混合导体两类。本文详细综述了单、双相混合导体透氧膜的研究进展及其在甲烷部分氧化制合成气、固体氧化燃料电池和CO2高温分解膜反应器中的应用,并阐述了其氧传输机理,对此类材料的发展前景和方向进行了展望。     

无机固体电解质Li_7La_3Zr_2O_(12)的研究进展

目前,采用固体电解质代替传统电解液发展新型全固态锂离子电池,已成为解决电池安全问题、提高电池储能密度的一项重要的技术方法。固体电解质材料作为全固态锂电池的核心,它的性能很大程度上决定了电池的各项性能指标。迄今被研究过的无机固体电解质材料有很多,包括NASICON型、LISICON型、钙钛矿型和石榴石型等晶态固体电解质,和氧化物及硫化物等玻璃态固体电解质,其中石榴石型结构的Li_7La_3Zr_2O_(12)材料具有优异的综合电化学性能,使其更具实际应用潜力和研究价值。实验与理论计算结果表明该材料具有较高的锂离子电导率(10~(-4)～10~(-3)S·cm~(-1)),能与负极金属锂及大部分正极材料稳定接触,电化学窗口高达6 V。根据近年来国内外在该类材料上的研究现状,主要从Li7La3Zr2O12的晶体结构特征、制备方法及掺杂改性等方面进行了详细介绍,最后阐述了Li_7La_3Zr_2O_(12)固态电解质材料在全固态锂电池中的发展前景及面临的挑战。     

快离子导体La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆LiMn_2O_4正极材料的结构和电化学性能

为进一步提高动力电池正极材料锰酸锂(LiMn_2O_4)的循环稳定性,通过溶胶-凝胶法用快离子导体La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3作为包覆材料对LiMn_2O_4进行表面修饰,探讨了不同包覆量对复合材料电化学性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的微观结构以及形貌进行表征。结果表明:La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3的包覆并没有改变LiMn_2O_4晶体结构及空间构型;相比纯的LiMn_2O_4样品,La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆后的样品颗粒表面较为粗糙;涂层为薄膜状结构,均匀且完全包覆在LiMn_2O_4颗粒的表面。利用电化学测试方法测试其电化学性能,测试结果表明,当La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆量为5%时,具有较好的电化学性能,首次放电比容量为127.4 m A·h/g(0.1 C),25℃循环400次后容量保持率为91.2%,55℃循环100次后容量保持率为91.1%;与未经表面修饰的样品相比,其首次放电比容量为119.1 m A·h/g(0.1 C),400次的容量保持率为61.9%,100次容量保持率为77.9%,La_(0.8)Sr_(0.2)MnO_3包覆后的样品的电化学性能尤其是循环性能得到明显的提高。     

La_2O_3掺杂对ZnNb_2O_6陶瓷微观缺陷和介电常数的影响

通过测量不同La2O3含量的ZnLa2xNb2(1-x)O(6-2x)微波介质陶瓷的介电常数、符合正电子湮没辐射多普勒展宽谱和寿命谱,研究不同La2O3含量对该陶瓷介电常数和微观缺陷的影响。结果表明,x0.20时,随着La2O3含量增加,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度减小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr升高。x=0.20时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度最小,致密度、商谱谱峰和介电常数εr最高。x≥0.30时,样品正电子平均寿命τm和缺陷浓度升高,致密度、商谱谱峰和介电常数εr降低。     

Li_2SO_4－Li_2O－P_2O_5体系非晶态Li~＋离子导体的研究

本文给出了非晶态Ｌｉ￣＋离子导体Ｌｉ＿２ＳＯ＿４－Ｌｉ＿ｂＯ－Ｐ＿２Ｏ＿５体系的制备条件、导电性以及差热分析（ＤＴＡ）结果，同时还对其晶化过程进行了研究。结果表明，首先成功地制备出了以Ｌｉ＿２ＳＯ＿４为基质的非晶态离子导电材料，并且在３５０℃时组成为Ｌｉ＿２ＳＯ＿４－０．３０Ｌｉ＿２Ｏ－０．７０Ｐ＿２Ｏ＿５样品的电导率最大（σ＝６．７８×１０￣（－３）Ω￣（－１）ｃｍ￣（－１）），这一结果与ＤＴＡ测量结果取得一致，ＳＥＭ证明是由于非晶母体部分晶化造成的。采用液氮温区急冷技术已成功的将该状态稳定到了室温，稳定后的态再重测其电导率随温度变化关系，相应的电导率提高３０％左右，如果找到某种合适的稳定剂使其一直处于微晶态，将为高电导率离子导体的制备提供一条新路。     

铋基混合导体透氧陶瓷膜的研究进展

近十几年来,混合导体透氧致密膜日益受到人们重视,本文主要对饿基混合导体膜的研究进展进行了全面的概述,着重介绍了我组近年来在此领域的研究进展,同时对其所可能存在的问题进行了分析并提出了展望。     

钼酸镧氧离子导体结构与扩散性质的分子动力学研究

基于密度泛函的方法研究了β-La_2Mo_2O_9的结构性质与扩散行为.研究首次发现结构中Mo有MoO_4和MoO_5 2种形式的多面体,并且O(1)、O(2)和O(3)3种氧位置的占有率分别为100%、91.7%和25%,与实验相 ,符.所有结构可通过P2_13的12个对称操作而互相转换,得到的结构可能是局部或本征极小结构.扩散研究结果显示,氧离子(空位)扩散是一种多离子间协同的集体运动行为,3个扩散通道可能与高温相的高电导有关,其中激活能为1.05eV和1.24eV的2个扩散通道可能与内耗弛豫峰有关.