LSCF系钙钛矿型致密透氧膜的制备及其透氧性能

通过柠檬酸-EDTA络合法合成了不同的A位Sr取代的LSCF系钙钛矿型粉体材料La0.1Sr0.9Co0.8Fe0.2O3-δLa0.3Sr0.7Co0.8Fe0.2O3-δLa0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ和La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ采用XRD测试手段对粉体及膜片的晶体结构进行了表征.用静压片法制备透氧膜,并测定了LSCF系钙钛矿膜的透氧量,分析了温度和A位Sr不同掺杂量等因素对膜透氧性能的影响.结果表明,该系列膜的透氧量均随着温度升高而增大,随着Sr掺杂量的增加而增大.并在850℃下对透氧膜100h透氧稳定性进行实验研究,结果表明,膜片的透氧量随时间没有明显变化,表现出良好的稳定性.     

La0.8Sr0.2CoxFe1-xO3型氧扩散障层材料的制备及结构性能研究

采用共沉淀-凝胶方法制备La0.8Sr0.2CoxFe1-xO3(x=1.0、0、0.3)氧扩散障碍层材料的前驱体,分别用X射线衍射分析、透射电镜、扫描电镜和交流阻抗谱仪对三种不同粉体及其陶瓷结构和性能进行研究.结果表明:在870℃下焙烧制备的La0.8Sr0.2CoxFe1-xO3(x=1.0、0、0.3)粉末具有钙钛矿相结构,无硬团聚,颗粒大小在20～60 nm.此粉末经冷等静压250MPa成型后,在1120℃下烧结6h,La0.8Sr0.2CoO3和La0.8Sr0.2FeO3混合导体的电导率在10—1S/cm数量级,而La0.8Sr0.2Co0.3Fe0.7O3导电率最高达100 S/cm数量级.三种陶瓷都是电子电导远大于离子电导的混合导体,电导率最高值在200～300℃范围,偏向低温.     

中温固体氧化物燃料电池SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料制备研究

采用溶胶凝胶和等离子喷涂的方法,制备了SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料.通过TG、IR和XRD分析了La0.8Sr0.2MnO3凝胶烧结过程;采用SEM、四探针法和氧化增重法分别研究了SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料的形貌、电子导电能力和高温抗氧蚀能力.经比较研究发现,溶胶凝胶和等离子喷涂都可以制备出高性能的SUS430/La0.8Sr0.2MnO3复合连接板材料,陶瓷涂层致密度分别达到了94.6%和97%;且腐蚀速率由SUS430材料的104.93μg2·cm-4·h-1分别降低到26.91μg2·cm-4·h-1和20.39μg2·cm-4·h-1,在800C下它们的电导率分别为11.17s·cm-1和12.66s·cm-1.     

钙钛矿型La1-xBxMnO3(B=Sr,Ca)粉体及块体材料的制备研究

钙钛矿型La1-xBxMnO3 (B= Sr,Ca)陶瓷具有随温度变化改变自身红外发射率的性质,是当前国内外航天器智能热控材料的研究热点.本工作采用固相反应合成法制备La1-xBxMnO3 (B=Sr,Ca)粉体,研究了粉体的反应过程及工艺参数对粉体纯度的影响,实验结果表明,在1200℃下保温6h后,合成出的粉体具有较高纯度.在合成高纯度粉体的基础上,采用冷压成型-常压烧结工艺制备La1-xBxMnO3( B= Sr,Ca)块体材料,研究了烧结温度、保温时间等工艺参数对块体质量的影响,结果表明,在1200～1400℃范围内,随着烧结温度的提高,块体的密度和维氏硬度提高,当烧结温度为1400℃时,块体的密度最高,质量最好;而在烧结温度1400℃下,随着保温时间的延长,块体的密度进一步提高,而维氏硬度却有所下降.     

固体氧化物燃料电池阴极材料La_(0.8)Sr_(0.2)Cu_(1-x)Co_xO_(2.5-δ)的制备和性能研究

为探索适于中温条件下使用的固体氧化物燃料电池的阴极材料,采用柠檬酸-硝酸盐燃烧合成法制备了La0.8Sr0.2Cu1-xCoxO2.5-δ(x=0～0.4)粉体。利用X-射线衍射(XRD)技术对粉体的性能进行了表征,XRD结果表明,经800℃焙烧的粉体的对称性较高,已形成钙钛矿结构。采用直流四电极法测试La0.8Sr0.2Cu1-xCoxO2.5-δ试样的电导率,测试温度范围为100～800℃,试样的电导率ln(σT)与1/T之间呈很好的线性关系,说明La0.8Sr0.2Cu1-xCoxO2.5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制。Co掺杂量对试样的电导率和电导活化能有着明显的影响,当Co掺杂量为0时,La0.8Sr0.2CuO2.5-δ的电导率最高,电导活化能最小。     

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＞20 m2·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＞50 S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.     

复合稀土锰氧化物材料电阻温度特性

用复合方法制备了五种以La0.8Ca0.2MnO3和La0.8Pb0.2MnO3为基料不同质量比的复合样品，测量了它们低温区电阻随温度变化曲线，讨论了复合样品的转变温度Tp随La0.8Ca0.2MnO3的质量分数变化的原因，并分析了低温100K左右处复合样品的电阻极小值现象。     

低温燃烧合成La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ阴极材料与性能研究

采用低温燃烧合成技术制备了La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ（y=0．1-0．4）粉体。分别利用X射线衍射（XRD）和差热分析（DTA）技术对粉体的性能进行了表征。XRD结果表明，经800℃焙烧的La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ均为四方钙钛矿结构，晶体结构参数之间满足关系式a=b≈2√2c，但当Fe掺杂量在0.25以上时，生成了新相La0.16Sr0.84FeO3，且随着Fe含量的增加，La0.16Sr0.84FeO3的生成量也增多,DTA结果显示La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ在1000℃以下是热力学稳定的，不会发生分解反应,采用直流四电极法测试了La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ试样在100-800℃之间的电导率。试样的电导率1n（δT）与1／T之间呈很好的线性关系，说明La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ在测试温度范围内服从小极化子导电机制。Fe的掺杂量对电导率和电导活化能有着明显的影响，随着Fe掺杂量的增加，La0.8Sr0.2CU1-yFeyO2.5-δ的电导率降低，电导活化能增大。     

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.     

(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3多晶颗粒的磁热效应

利用非晶态分子合金作前驱体,在相对低的热分解温度800℃、10h成功合成了钙钛矿结构(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3多晶颗粒.TEM观察表明,颗粒的尺寸范围为100～150nm.研究了多晶颗粒(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3的居里温度和磁熵变化(MCE).在多晶颗粒(La0.52Gd0.15)Sr0.33MnO3中,居里温度(343K)附近观察到较大的磁熵变和较宽的峰值温度范围,较大的磁熵变来源于磁场条件下的铁磁转变贡献.这些结果表明,该材料是室温附近磁制冷合适的工作物质.     

高压下纳米La_(0.8)Sr(0.2)MnO_3块状材料的成型及性能研究

在高压条件下制备出了晶粒尺寸为30nm左右的La0.8Sr0.2MnO3块状材料.采用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对高压样品的相组成、晶粒尺寸及微观形貌进行了表征;利用显微拉曼光谱仪测量了不同压力下制备出的块状样品在激光功率为400mW时位于100～3000cm-1之内的拉曼光谱.结果表明,高压烧结时样品的晶粒演化受温度和压力的共同影响:300℃以下时,1～3GPa烧结的样品晶粒生长速度随压力的升高而增大,4～5GPa烧结的样品其晶粒生长速度随压力的升高而减小;300℃以上时,其晶粒生长速度随压力和温度的升高而不断增大.测量了高压烧结后纳米La0.8Sr0.2MnO3块状材料的各种物理性能,结果表明,高压烧结后该材料的显微硬度显著提高;当烧结温度为300℃时,不同压力下制得的样品的电阻率随压力的升高呈先减小后增大的趋势;5GPa,300℃时制出的样品在室温下呈典型的铁磁性能.     

聚合物协助燃烧法合成La0.8Sr0.2Co0.5Fe0.5O3-δ纳米粉体

为开发新型高性能中温固体氧化物燃料电池阴极材料,以La、Sr、Co和Fe的硝酸盐、葡萄糖和丙烯酰胺为原料,在pH=8-10的碱性条件,通过聚合物协助燃烧法制备了La0.8 Sr0.2 Co0.5 Fe0.5 O3-δ(LSCF)钙钛矿相纳米粉体.用XRD、SEM和TEM表征了LSCF粉体的相结构和微观形貌,结果显示,在...     

Nanostructured La(Sr)CrO3 through gel combustion: sintering and electrical behavior

Nanostructured La(Sr)CrO3 (LSC) powders was prepared through glycine-nitrate gel combustion process. It was shown for the first time that the use of relatively inexpensive CrO3 as a starting material for chromium has a potential for the bulk preparation of sinter-active LSC powder. As-prepared powder when calcined at 700 degrees C resulted in LSC along with a small amount of SrCrO4 as a secondary phase. The powder was found to be composed of soft agglomerates with a particle size of approximately 70-270 nm. The average agglomerate size was found to be 0.95 microm. The cold pressing and sintering of the LSC powder at 1450 degrees C resulted in mono-phasic La0.8Sr0.2CrO3 with 94% of its theoretical density. This is the lowest sintering temperature ever reported for La0.8Sr0.2CrO3. The conductivity of the sintered La0.8Sr0.2CrO3 at 1000 degrees C was found to be approximately 18 S cm(-1).     

Characterization of La(0.8)Sr(0.2)MnO(3 +/-delta) nanopowders synthesized by aerosol flame synthesis for SOFC cathode

Lanthanum strontium manganite (La(0.8)Sr(0.2)MnO(3 +/- delta), LSM) powders with a high specific surface area (55.26 m2/g) were successfully synthesized by aerosol flame synthesis (AFS) technique. The crystallinity and morphology of the synthesized powders sintered at various temperatures were studied by XRD, TEM and BET. The synthesized powders exhibited spherical shape mostly in a few nanometer ranges with a relatively high crystallinity due to thermal plasma reactions in a high temperature of oxy-hydrogen flame. To analyze electrochemical performances of synthesized LSM powders, impedance spectroscopy (IS) was carried out with the symmetric cells prepared by slurry based electrostatic spray deposition (ESD) onto the YSZ electrolyte pellet. The interfacial polarization resistances were 3.04 ohms cm2 at 750 degrees C which is relatively lower than that of micro-porous film (7.24 ohms cm2) applying micro-sized powders deposited on same condition.     

(La0.6Dy0.1)Sr0.3MnO3的磁热效应研究

对庞磁电阻材料(La0.6Dy0．1)Sr0.3MnO3的磁热效应进行了研究．通过不同温度下的等温磁化(M-H)曲线的测量和计算，发现伴随铁磁-顺磁(PM—FM)相变出现大的磁热效应，额外的磁性交换作用将导致额外的磁熵变化．结果表明，(La0.6Dy0．1)Sr0.3MnO3可以作为室温下使用的磁制冷工质候选材料．     

铬酸锶镧材料的制备和性能研究

利用Ｇｌｙｃｉｎｅ－Ｎｉｔｙｒａｔｅ－Ｐｒｏｃｅｓｓ合成了Ｌａ１－ｘＳｒｘＣｒＯ３－δ粉体材料,并采用ＸＲＤ,ＤＴＡ／ＴＧ、ＴＥＭ和粒度分析等方法,对粉体性能进行了研究。用Ａｒｃｈｉｍｅｄｅｓ法,直流四探针法和ＸＲＤ分别研究了烧结体的烧结性能,电性能和相结构。     

煅烧温度对La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3晶体结构及电磁性能的影响

采用传统固相反应法在不同烧结温度下制备了La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3样品,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜显微镜(SEM)对样品进行了物相结构和微观组织分析,比较了不同烧结温度下样品的烧结性、介电性和铁磁性能。研究结果表明,当烧结温度从1100℃增加到1200℃时,La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3样品的介电损耗呈降低趋势,介电常数数值呈增加趋势,并在测量频率范围内显示负值。随着烧结温度的增加,La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3样品的铁磁性呈现先上升后下降的趋势。当烧结温度为1150℃时,其饱和磁化强度达到最大,为37.80A·m~2·kg~(-1)。说明可以通过改变煅烧温度来有效调节晶粒尺寸,从而改进La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3样品的介电性能和铁磁性能。     

多元掺杂LaCoO_3基混合导体的制备与性能研究

为开发新型高性能中温固体氧化物燃料电池阴极材料,采用改进的固相法制备了Sr2+、Ca2+与Fe3+多元掺杂LaCoO3基稀土复合氧化物La0.8Sr0.1Ca0.1Co0.7Fe0.3O2.9(LSCCF81173)和La0.7Sr0.2Ca0.1Co0.8Fe0.2O2.85(LSCCF72182).利用EDS、XRD、TG-DTA、SEM及热膨胀法等技术,对制备样品的化学成分、物相结构、形成过程、显微组织及热膨胀系数等进行分析,并采用直流四端子法测量样品在25～850℃的混合电导率.XRD和SEM分析表明,经1200℃烧结,LSCCF81173和LSCCF72182样品均具有单一的菱方钙钛矿相和孔隙尺寸与分布较均匀的多孔结构;EDS结果证实,制备的样品中基本不含其他杂质元素;在25～500℃较低温度区间,混合电导率与温度的关系近似为直线,说明较低温阶段样品的导电行为符合小极化子导电机制,且具有较低的导电活化能(Ea=0.07584eV和0.07798eV);Ca2+、Fe3+的共同掺杂有利于降低其热膨胀系数,改善与电解质的热匹配性,并对其原因进行了初步分析.     

Ba0.8Sr0.2Ti0.5Mn0.5O3纳米晶体的合成及气敏性质研究

采用复合碱媒介法(CHM),在合成BaMnO3和Ba0.5Sr0.5MnO3的基础上,以Sr(NO3)2、BaCO3以及MnO2和TiO2为原料,在200℃、24h的生长条件下,用20%的Sr离子替代20%的Ba离子,用50%的Ti离子替代50%的Mn离子成功合成了Ba0.8Sr0.2Ti0.5Mn0.5O3纳米晶体。采用XRD、SEM及EDS对产物的晶相、形貌和成分进行了分析,对Ba0.8Sr0.2Ti0.5Mn0.5O3制作的电极进行了气敏性质的测定。