Sm_(0.1)Nd_(0.1)Ce_(0.8)O_(1.9)/La_2Mo_2O_9复合电解质材料的制备及性能表征

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)和溶胶凝胶法分别合成了Sm_(0.1)Nd_(0.1)Ce_(0.8)O_(1.9)(SNDC)和La_2Mo_2O_9(LAMOX)粉末,并用常压烧结的方法制备了不同比例的SNDC和LAMOX复合材料,通过XRD和SEM等手段表征了不同复合比例样品的物相和表面形貌并测试了烧结样品的电导率。结果表明,复合样品的电导率在相变点前后随着复合量增加变化趋势相反,其中LAMOX含量为20mol%的样品在550℃时的电导率能达到0.01 S/cm,高于同温度下SNDC电导率。     

SNDC/La2Mo2O9复合电解质材料的制备及性能表征

本文采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)和溶胶凝胶法分别合成了Sm_0.1Nd_0.1Ce_0.8O_1.9(SNDC) 和La₂Mo₂O₉(LAMOX)粉末,并用常压烧结的方法制备了不同比例的SNDC和LAMOX的复合材料,通过XRD和SEM等手段表征了不同复合比例样品的物相和表面形貌并测试了烧结样品的电导率。结果表明,复合样品的电导率在相变点前后随着复合量增加变化趋势相反,其中LAMOX含量为20mol%的样品在550℃时的电导率能达到0.01S/cm,高于同温度下SNDC电导率。     

热压烧结制备Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料及性能研究

采用热压烧结制备Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料。通过扫描电镜及能谱仪研究了该复合材料的组织形貌及成分组成,利用涡流电导仪测定不同V_(0.97)W_(0.03)O_2含量的复合材料变温电导率,利用阿基米德排水法测量Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料的密度,并采用硬度计测量Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料的硬度。结果表明:Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料在0℃附近有电导率突变现象的发生,并且随着V_(0.97)W_(0.03)O_2添加量的增加,该复合材料的电导率突变量也有所增加;热压烧结相较于无压烧结能够更好地提高Cu/V_(0.97)W_(0.03)O_2复合材料的致密度及电导率。另外,随着V_(0.97)W_(0.03)O_2添加量的增加,V_(0.97)W_(0.03)O_2在Cu基体中的分散度得到改善,该复合材料的致密度增加,并可达97.1%,同时,其硬度逐渐增加。     

包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC复合材料无压烧结

采用沉淀法制备了表面包裹Yb_2O_3的ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合粉体(不同含量的Yb_2O_3作为烧结助剂),并在1900℃无压烧结制备了ZrB_2-SiC-Yb_2O_3复合材料.研究Yb_2O_3添加量对复合材料致密化和性能的影响.结果表明,Yb_2O_3的添加在促进ZrB_2-SiC烧结致密的同时,也提高了ZrB2-SiC复合材料的力学性能.添加10% Yb_2O_3(质量分数, 下同)的ZrB_2-SiC复合材料的相对密度为89%,抗弯曲强度为158 MPa,断裂韧性为2.95 MPa·m~(1/2).     

Y_(0.08)Sr_(0.92)TiO_(3+δ)/Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)双相混合导体合成及在氧传感器中应用

以SrCO_3、TiO_2、Y_2O_3、CeO_2及Gd_2O_3为原料,用传统固相烧结法在不同温度下制备了一系列比例(体积比)的Y_0.08Sr_0.92TiO_(3+δ)/Gd_0.2Ce_0.8O_1.9(CGO)双相复合混合导体材料.用Archimedes法、SEM 、XRD、 EIS等手段对材料的致密度、微观结构、化学相容性及导电性能进行了研究.结果表明,1600 ℃烧结的40% (体积分数, 下同)YST/60% CGO的试样相对体密度达到了99%,未发生相转变,化学相容性较好且电导率较高.以40%YST/60%CGO的粉体作为混合导体制备极限电流传感器,进行O_2敏感性能测试.结果表明:传感器在氧浓度低于0.1%,温度范围在600～700℃内,极限电流随氧浓度增大而增大,二者具有较好的线性关系.实验证明YST/CGO混合导体材料可以作为限流型氧传感器的扩散阻使用.     

超细Y_2O_3/W-Cu复合粉体的制备及其烧结体的组织性能

以偏钨酸铵、硝酸铜和硝酸钇为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含Y_2O_3(0~0.8%)的Y_2O_3/W-20Cu复合粉体,经成形、烧结获得了Y_2O_3/W-Cu复合材料烧结体。对Y_2O_3/W-Cu复合粉体的物相、形貌进行表征;考察了Y_2O_3的添加对Y_2O_3/WCu复合粉体的烧结性能以及烧结体的微观组织、物理和力学性能的影响。结果表明,所制备的Y_2O_3/W-Cu复合粉体的粒度在100~200 nm,粉体具有良好的烧结性能,其成形压坯经1200℃烧结后,相对密度可达98%以上,导电率高于41%IACS。此外,适量Y_2O_3的添加,可改善W-Cu材料的组织和力学性能,添加Y_2O_3的Y_2O_3/W-20Cu材料的抗弯强度和维氏硬度可达1040 MPa和312 HV。     

一种用于SOFC的有前途电解质:Sc~(3+)和Bi~(3+)共掺氧化锆(英文)

采用pechini方法合成了Sc、Bi共掺的氧化锆粉体,并且在1050～1500 ℃下进行烧结.通过XRD、拉曼光谱和交流阻抗等测试研究了物相组成和电导率.研究发现,Bi_2O_3的加入在降温过程,部分抑制了t'→t的相变,而且作为助烧剂提高了样品密度.当烧结温度为1400 ℃时,样品电导率最高 (大约10~(-2) S/cm, 500 ℃),这可能是由于在此温度下m相的消失和亚稳相t'的抑制分解所致.     

基于第一性原理的石榴石型Li_7La_3Zr_2O_(12)固态电解质的设计与合成（英文）

基于密度泛函理论(DFT)的第一原理方法计算了四方相和立方相中2种不同的Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)固体电解质材料的能带结构,晶格参数,态密度和成键特性。基于理论计算结果,通过电子结构特性解释了四面体相的离子电导率低于立方相的离子电导率的原因。基于LLZO的第一性原理计算,设计了2种晶体结构的LLZO材料,并通过高温固相法制备并分析了不同烧结时间的LLZO颗粒的性能。探索了合成工艺参数对Li_7La_3Zr_2O_(12)性能的影响。立方晶Li_7La_3Zr_2O_(12)(C-LLZO)的平均晶格大小为a=b=c=1.302 246 nm,而四方Li_7La_3Zr_2O_(12)(T-LLZO)的平均晶格大小为a=b=1.313 064 nm,c=1.266 024 nm。在1000℃下烧结12 h的C-LLZO为纯立方相,在室温(25℃)下最大离子电导率为9.8×10-5 S·cm-1。T-LLZO在室温(25℃)下的离子电导率为5.96×10-8 S·cm-1,在800℃下烧结6 h具有纯的四方相结构,与计算结果基本吻合。     

NaCl/Na_2CO_3对BaZr_(0.8)Y_(0.2)O_(3-δ)/ZnO质子导体陶瓷的烧结性能和电导率的影响

拟通过添加烧结助剂(ZnO)和钠盐(NaCl/Na_2CO_3)来改善BaZr_(0.8)Y_(0.2)O_(3-δ)质子导体陶瓷的烧结性能和电导率。采用机械球磨混合结合高温常压烧结工艺制备BaZr_(0.8)Y_(0.2)O_(3-δ)-ZnO-NaCl/Na_2CO_3质子导体陶瓷,利用XRD、SEM、EDS和EIS等手段对烧结陶瓷的物相、微观形貌、化学组成和电学性能进行测试表征。结果表明:当烧结工艺为1450℃烧结保温6 h且ZnO添加量达到2%(摩尔分数)时,BZY-2%ZnO陶瓷的致密度和线收缩率分别为95.25%和16.76%,其晶粒尺寸大小约0.8～1μm。当烧结工艺为1400℃烧结保温4 h且Na Cl和Na_2CO_3添加量分别为5%时,BZY-2%ZnO-5%NaCl和BZY-2%ZnO-5%Na_2CO_3陶瓷的致密度分别为96.71%和97.47%,线收缩率分别为17.89%和19.78%。在湿润空气中,当测试温度为700℃时,BZY-2%ZnO-10%Na_2CO_3和BZY-2%ZnO-10%NaCl陶瓷的电导率分别为3.124×10~(-3)S/cm和2.505×10~(-3)S/cm,而未添加Na Cl和Na_2CO_3的BZY-2%ZnO陶瓷的电导率仅为1.292×10~(-3) S/cm。添加NaCl和Na_2CO_3可以提高BZY-2%ZnO陶瓷的烧结性能和电导率。     

掺杂复合稀土氧化物对W-20Cu复合材料组织与性能的影响（英文）

以偏钨酸铵和硝酸铜为原料,采用EDTA-柠檬酸法制备了含有0%～0.8%(质量分数)稀土氧化物(Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9),SDC)的W-20Cu复合粉体,所制备的复合粉体经压制成形、1250℃烧结2 h后获得SDC/W-20Cu复合材料烧结体。对所制备复合粉体进行物相、形貌的表征;研究稀土氧化物的添加对SDC/W-20Cu烧结体的密度、组织结构和物理力学性能的影响。结果表明:所制备的W-Cu复合粉体平均粒度为100～200 nm;同时,SDC的添加对烧结体的密度和电导率会有轻微的影响,但能够抑制晶粒的长大并明显改善烧结体的力学性能。经1250℃烧结后,SDC/W-20Cu烧结体的相对密度均高于97%;当SDC的添加量为0.6%时,具有最大的抗弯强度和显微硬度HV,分别是1128 MPa和3180 MPa;此外,在室温和600℃的测试条件下,其最大的抗拉强度分别可以达到580和258 MPa。     

三元共晶成分Al_2O_3/YAG/ZrO_2粉体及陶瓷的制备与组织性能

采用醇水共沉淀法制备了三元共晶成分Al_2O_3/YAG/ZrO_2粉体,在600~1350℃温度范围煅烧后研究其物相转变过程。经1300℃煅烧后Al_2O_3/YAG/ZrO_2共晶成分粉体的物相由α-Al_2O_3、c-ZrO_2和YAG构成,且具有α-Al_2O_3相包裹c-ZrO_2相的特殊结构。将煅烧粉体在1550℃下热压烧结,制备具有内晶型结构的共晶成分Al_2O_3/YAG/ZrO_2复相陶瓷,其致密度、室温抗弯强度、断裂韧性和高温(1000℃)抗弯强度分别为98.8%、420 MPa、3.69 MPa·m~(1/2)和464 MPa,并对复相陶瓷组织结构的形成机理进行了探讨。     

添加玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷烧结行为和介电性能的影响

利用固相法制备BaSm_2Ti_4O_(12)(BST)微波介质陶瓷.研究了复合添加Li_2CO_3-B_2O_3-SiO_2-CaO-Al_2O_3(LBSCA)和BaO-B_2O_3-SiO_2(BBS) 玻璃料对BaSm_2Ti_4O_(12)微波介质陶瓷的烧结性能、介电性能、相组成和微观结构的影响.研究表明:复合掺杂10% LBSCA和2%～5% BBS可使烧结温度降至900 ℃.XRD分析表明复合掺杂两种玻璃料的BST陶瓷主晶相为BaSm_2Ti_4O_(12)相,玻璃料以玻璃相的形式存在陶瓷晶粒间.复合掺杂10% LBSCA+3%BBS玻璃料的BST陶瓷可在900 ℃、保温2 h条件下烧结致密,微波介电性能为:ε_r =55.63,Q_f = 4266 GHz,τ_f= -13.5×10~(-6)℃~(-1),这种陶瓷材料有望与纯Ag电极共烧,制作各种多层微波频率元器件.     

溶胶-凝胶法制备Sr_2Bi_5FeTi5_O_(21)铁电陶瓷及其性能研究

用溶胶-凝胶法制备出Sr_2Bi_5FeTi5O_(21)(SBFTi)铁电陶瓷,用FT-IR和DSC-TG分析前驱体凝胶和粉体随温度的变化。结果表明。SBFTi陶瓷的合成温度在721℃左右,粉体的预烧温度为600℃。XRD结果表明烧结后的陶瓷样品呈现钙钛矿结构,由于BiFeO_3(BFO)的加入使SBFTi与Sr_2Bi_4Ti_5O_(18)(SBTi)相比发生晶格畸变,晶面间距增大。SBFTi陶瓷样品铁电性能较好,在125 kV/cm电场强度下剩余极化强度2Pr和矫顽场强2Ec分别为20.5μC/cm~2和128kV/cm,其铁电性能优于SBTi铁电陶瓷。     

质子-电子混合导体SrCe_(0.95)Tm_(0.05)O_(3-δ)的电性能研究

采用高温固相法制备了质子-电子混合导体SrCe_0.95Tm_0.05O_(3-δ)材料.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分别对1600 ℃烧结10 h后的混合导体晶型、微观形貌进行了研究.应用交流阻抗谱法测试了空气、氢气、氩气3种不同气氛中混合导体的电导率.结果表明:所制备的混合导体为单相致密斜方晶钙钛结构,气氛对晶粒电导率影响不大,而对晶界和总电导率有明显影响.800 ℃空气、氢气和氩气气氛中总电导率分别为4.65×10~(-3),3.41×10~(-3),1.87×10~(-3) S·cm~(-1).     

高温质子导体BaZr0.45Ce0.45Gd0.1O3-δ的制备及性能

利用高温固相反应法制备高温质子导体BaZr0.45Ce0.45Gd0.1O3-δ.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和交流阻抗谱法对不同烧结温度试样的相组成、微观形貌和导电性能进行表征,并测试试样在沸水和CO2气氛中的化学稳定性.结果表明1 600 ℃烧结的试样为纯相且致密;此温度下制备的试样具有最高的电导率,800 ℃时其电导率达到0.82×10-2 S/cm,电导活化能为0.74 eV;样品对CO2表现出良好的化学稳定性,而在沸水中其稳定性稍差.     

BaFe_(12)O_(19)/BaTiO_3复合材料的制备及微波性能

采用溶胶凝胶法制备了钛酸钡(BaTiO_3, BTO)和钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19), BFO)复合粉体.研究了该粉体的结晶情况、相结构、形貌及吸波性能.XRD结果表明,复合粉体的相结构与BFO粉体的相结构接近,但与BTO含量和烧结温度密切相关.SEM结果表明,复合粉体由微米晶粒和纳米晶粒组成,随着烧结温度的升高颗粒尺寸增大.吸波性能测试表明,粉体在500 MHz～18 GHz频率范围有多个吸收峰,BTO的加入明显改善了材料的吸波性能.     

SPS烧结原位制备Al_2O_3-TiC增强Cu基复合材料的组织与性能

用SPS热压烧结技术制备原位自生的Al_2O_3-Ti C增强铜基复合材料。利用光学显微镜(OM),X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)分析(Al-TiO_2-C)含量、烧结温度对复合材料组织和性能的影响。结果表明:随着(Al-TiO_2-C)添加量的增加,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率下降明显,硬度增加明显;而随着烧结温度的提高,复合材料的晶粒尺寸逐渐减小,电导率升高,强度先增加后减小;当(Al-TiO_2-C)的含量为8%,烧结温度为980℃时,复合材料的组织与性能最优。     

机床用WC/Al_2O_3复相陶瓷刀具材料的研究

以WC和α-Al_2O_3为主要原料,采用真空热压烧结工艺制备机床用WC/Al_2O_3复相陶瓷刀具材料。测试和分析了烧结样品的相对密度、弯曲强度、断裂韧度、硬度值、相组成以及显微结构。结果表明,当WC添加量为75%,微米α-Al_2O_3添加量为25%,烧结温度为1 600℃时,所制备的WC/Al_2O_3复相陶瓷刀具材料性能最佳,相对密度值为99.1%,弯曲强度为706.3 MPa,断裂韧度为8.91 MPa·m1/2,硬度值为19.14 GPa。最佳样品的主晶相为碳化钨(WC)和刚玉(Al_2O_3)。     

一步法合成La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)对称电极应用于SOFC性能研究

一步法合成La_(0.4)Sr_(0.6)Co_(0.2)Fe_(0.7)Nb_(0.1)O_(3-δ)-Ce_(0.8)Gd_(0.2)O_(2-δ)(LSCFN-CGO)混合电导对称电极,并采用La_(0.8)Sr_(0.2)Ga_(0.83)Mg_(0.17)O_(3-δ)(LSGM)作为电解质制备了结构为LSCFN-CGO‖_(LSGM)‖LSCFN-CGO的对称电池。分别使用X射线衍射(XRD)仪和扫描电子显微镜(SEM)对LSCFN-CGO粉体物相及电极微观结构进行分析。一步法制得的LSCFN-CGO电极粉体为纯相,LSCFN钙钛矿相与CGO萤石相具备极好的化学相容性,且烧结得到了良好微观结构的对称电极。采用H_2 (3%H_2O)、C_3H_8 (3%H_2O)为燃料气测试电池性能,850℃电池最大功率密度可分别达980和869mW/cm~2。稳定性测试在C_3H_8 (3%H_2O)气氛中0.3 A/cm~2的恒流放电条件下进行,全程共420 h,衰减较小,期间进行8次电极氧化还原循环,对称电极具有理想的碳基燃料下氧化还原再生能力。结果表明,采用一步法合成混合电导电极是一种简便、优化的电极制备方法,具有广阔的应用前景。     

采用EDTA溶胶-凝胶自燃烧方法合成La_4Ni_3O_(10)（英文）

采用EDTA溶胶-凝胶自燃烧方法成功的合成了La_iN_3O_(10)粉末。通过TG,DTA,FT-IR,XRD,FSEM等手段对样品粉末进行了表征。调查了烧结时间对样品的影响,发现La_iN_3O_(10)粉末样品在不同的烧结温度下没有很大差别。XRD结果表明,在700℃获得了纯相的La_4Ni_3O_(10)粉末。