纳米(CeO2)0.95(GdO1.5)0.05材料的制备与电化学性能

采用改进的氨水-双氧水法制备了纳米(CeO2)0.95(GdO1.5)0.05粉末,并利用TGA/DTA、XRD和TEM对粉末进行了表征。由TGA/DTA分析曲线可知,粉末在621℃完全转化为晶态(CeO2)0.95(GdO1.5)0.05;XRD分析表明,粉末样品为萤石结构,计算得粉末的粒度为5.23nm,晶胞常数为0.5406nm;由TEM照片可以看出,粉末呈软团聚状,颗粒细小均匀,粒径分布在5～10nm范围内,与XRD的分析计算结果基本一致。用SPS法制备了纳米(CeO2)0.95(GdO1.5)0.05固体电解质材料,采用交流阻抗法测试其电导率,晶格电导率为1.32E-3S/cm,晶界电导率为0.24E-5S/cm,与普通材料相比,纳米材料的晶格电导率提高了两倍,晶界电导率提高了100多倍,但晶界电导仍小于晶格电导,即晶界仍然是阻抗性的。     

Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9电解质的制备及其性能研究

通过凝胶浇注法制备了Sm, Gd共同掺杂的CeO2(SGC)粉末, 将制得的粉末经1400 ℃高温烧结4 h得到相应的SGC电解质烧结体, 并对SGC粉末及相应的烧结体的性能进行了表征. 实验结果表明: 凝胶浇注法制备出了Sm, Gd共同掺杂的纳米CeO2粉末;所得粉末有良好的烧结活性, 1400 ℃下烧结所得电解质材料的相对密度大于94%. 电导率的测试表明, SGC电解质材料在中温范围有较高的电导率, 800 ℃时, 其电导率达到了0.082 S·cm-1, 有望成为中温固体氧化物燃料电池的电解质材料.     

La0.8Ca0.2CrO3体系复合氧化物的甘氨酸-硝酸盐法合成与导电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法合成La0.8Ca0.2CrO3复合氧化物粉料,对合成产物的晶体结构和显微形貌进行表征,研究烧成温度对La0.8Ca0.2CrO3相对密度和电导率的影响.实验结果表明,烧成温度为1400℃时样品即达较高的相对密度(92.6%),测试温度为800℃时样品的电导率为31.1 S·cm-1.与常规固相法相比,GNP法合成产物的纯度高、颗粒细(100nm～200nm),有良好的烧结活性,能够有效地降低材料的烧成温度和提高材料的电性能.     

甘氨酸硝酸盐法制备超细Mo-Cu粉末及烧结

以四水合钼酸铵（（NH4）6Mo7O24·4H2O）、硝酸铜（Cu（NO3）2·3H2O）、甘氨酸和乙二胺为原料采用甘氨酸硝酸盐法（GNP）制备前驱体粉末,经过700℃氢气还原2 h得到Mo-Cu 复合粉末,经压制后进行真空烧结,研究不同烧结温度对Mo-Cu 烧结体性能的影响.结果表明：甘氨酸-硝酸盐法（GNP）制备的超细Mo-Cu 复合粉末形状规则、大小均匀、钼铜两相弥散分布,颗粒大小平均为50~80 nm.在950~1250℃范围内,随着烧结温度的升高,烧结体的硬度增大,致密度、电导率和热导率在1150℃达到最大值.     

用甘氨酸法合成Sm0.1Ca0.9MnO3粉体及热电性能表征

以Sm2O3、CaCO3、乙酸锰和硝酸为原料,采用改进的甘氨酸-硝酸盐法制备Sm0.1Ca0.9MnO3粉末,经过压制和烧结制备热电材料。用X射线衍射、扫描电镜和激光粒度仪等对粉末进行表征,并研究该热电材料的性能。结果表明,Sm0.1Ca0.9MnO3粉末为单一的钙钛矿相结构,粉末体为细小晶粒的团聚体,呈链状结构,粒度范围1.436~12.118μm。Sm0.1Ca0.9MnO3粉体的压形规律符合黄培云压制方程,压制模量M为1.124 7 MPa,非线性指数m为4.544 5;随着Sm3+的掺杂,Sm0.1Ca0.9MnO3材料的电阻率减小;随温度升高,发生半导体向金属的转变现象,在473 K时Sm0.1Ca0.9MnO3块体的功率因子达到6.0×10-4 W/(m-K2)。因此,Sm0.1Ca0.9MnO3是1种具有潜在应用前景的n型热电材料。     

稀土氧化物LnO1.5掺杂CeO2-δ固体电解质的缺陷与电导率

利用缺陷化学的知识,对定量求解稀土氧化物LnO1.5掺杂CeO2-δ固体电解质中氧离子空位的浓度进行了初步探讨.在此基础上,推导出了该固体电解质的离子电导率和电子电导率的表达式.并且得出了计算CeO2基固体电解质临界氧分压P*O2的公式,利用该公式对两个问题进行了简单分析.     

CeO_2基固体氧化物燃料电池电解质研究

固体氧化物燃料电池(SOFCs)被誉为21世纪最具有发展潜力的能源技术之一.由于用稀土或碱土金属氧化物掺杂的CeO2在较低的温度下具有较高的氧离子电导率,是用作中低温固体氧化物燃料电池较理想的电解质材料.本文综述了近年来以掺杂的CeO2作电解质的SOFCs性能的研究情况,总结了提高、改善CeO2基固体电解质电性能的几种方法,并对今后的研究提出了自己的看法.     

In掺杂Ag_(0.8)Pb_(18)SbTe_(20)热电材料的快速热压制备及性能表征

研究了快速热压工艺和In掺杂对Ag0.8Pb18SbTe20基热电材料微结构和热电性能的影响。采用真空封管熔炼法成功制备n型Ag0.8Pb18InxSb1-xTe20(x=0.25,0.5,0.75,1)合金粉末材料,同时结合高能球磨使合金粉末粒度达到微米量级。利用快速热压烧结工艺,在693 K温度、15 MPa压力下烧结30 min,制备块体热电材料。研究结果表明,In对Sb的取代增加了热电材料的电导率,改善了材料的热电性能。当In掺杂量x=1时,材料于623 K的电导率达到最大值239 S/cm;当x=0.5时,材料于623 K的功率因子达到最大值3.1×10-3W/(m.K2)。     

Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9电解质的制备及其性能研究

采用共沉淀法合成了Sm、Gd共掺杂CeO2的Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9（SGC）电解质粉末。研究了工艺条件等对粉末的相组成、结构、颗粒大小的影响。并对SGC烧结体的性能进行了研究。实验结果表明,共沉淀法成功制备出的SGC电解质粉末有良好的烧结性,1 400℃下得到的SGC烧结体的相对密度大于93%。电性能测试表明烧结体在中温范围内具有较高的氧离子电导率。     

La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ的柠檬酸盐法制备和性能

采用柠檬酸盐法合成了La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ(LSCCF,x=0.05,0.1,0.15和0.2)粉料.TG-DSC分析表明,凝胶在320℃～558℃分解为相应的氧化物.XRD测试表明产物前躯体在800℃下热处理3h就可制备出具有畸变钙钛矿结构的LSCCF粉料.电导率测试表明,随着烧结温度的升高和Sr2+含量的增加,样品电导率变大,其导电活化能变小.在600℃～800℃范围内,LSCCF样品的电导率为102S/cm～103S/cm,能够满足中温固体氧化物燃料电池阴极材料的要求.LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质在800℃下烧结10h后没有新相生成,表明LSCCF粉料与Ce0.8Sm0.2O2电解质具有良好的化学相容性.