共沉淀法合成Y_2O_3稳定ZrO_2超细粉的研究

采用化学共沉淀法，结合有机或高分子溶液处理，制得了粒径为10～25nm的Y2O3稳定ZrO2超细粉。制备工艺简单、工艺过程易控制，粉料分散性好，无团聚。     

Laβ-Al2O3固体电解质的导电性能

用直接合成法制备了Ｌａβ－Ａｌ２Ｏ３固体电解质。利用阻抗谱测定其电导率,研究了电导率与温度及掺物含量的关系,在４５０－１０００℃温度下电导率为１０＾－６－１０＾２Ｓ·ｃｍ＾－１,活经能为０．８９ｅＶ。用Ｗｅｇｎｅｒ极化电池法测定了电子电导率,在５００－９００℃温度下电子电导率为１０＾－７－１０＾－５Ｓ·ｃｍ＾－１,活化能为０．７４ｅＶ。电子迁移数小于０．０１。     

添加ZrO_2或Y_2O_3对氧化镁高温真空稳定性的影响

为提高氧化镁在高温真空环境下的稳定性,在粒度≤0.074 mm、w(Mg O)=98.70%的轻烧氧化镁粉中分别外加质量分数为0、0.5%、1%和2%的Zr O2或Y2O3后,混合、成型的试样经1 750℃保温6 h煅烧。将煅烧后试样在真空度为1.5×10-2Pa、于1 600℃保温1 h的条件下进行真空稳定性试验,然后对试样的质量损失、物相组成进行分析,并进行晶体学计算。结果表明:添加Zr O2或Y2O3可引起氧化镁的晶格畸变,Zr4+、Y3+部分取代Mg O晶格中Mg2+位置,形成晶格畸变,同时产生阳离子空位,对周围原子起到束缚作用,降低了原子振动频率,从而减少逸散原子的数量,提高了氧化镁在高温真空条件下的稳定性。     

固体氧化物燃料电池氧化钇稳定氧化锆电解质的等离子喷涂制备及性能

金属支撑型固体氧化物燃料电池极具应用前景,但缺少高性价比制备技术。采用高效率、低成本大气等离子喷涂（APS）在金属基体上制备了氧化钇稳定氧化锆（YSZ）电解质,研究加热基体条件下沉积粒子形貌与涂层结构间的联系,并评估电解质的力学性能和电池性能。结果表明：加热后的基体上,YSZ沉积粒子铺展充分,片层内存在微裂纹,导致结构中除未结合区域外还存在垂直裂纹,涂层孔隙率为7.16%,YSZ纳米压痕硬度和弹性模量分别为（13.0±1.0） GPa和（188.5±2.6） GPa。受电解质不致密的影响,APS沉积的YSZ单电池最高开路电压为0.97 V,致密度还需进一步提高,但电池输出性能可观,900℃峰功率密度为850 mW/cm²。随着设备迭代优化或结合后处理工艺,APS有望实现致密YSZ电解质的大规模低成本制备。     

固体氧化物电池氧离子电解质研究进展

固体氧化物电池(SOCs)作为一种绿色、高效的全固态能量转换装置,既能在燃料电池模式下将氢、碳、烃、醇等燃料的化学能转化为电能,又能在电解池模式下分解水制氢,在缓解全球能源危机、实现碳中和等方面具有重要意义。然而,SOCs常用的Y₂O₃稳定的ZrO₂(YSZ)电解质材料在1 000 ℃以上才具有较高的离子电导率,但过高的工作温度会提高运行成本,限制材料选择,并降低系统稳定性。因此,降低工作温度一直是SOCs发展的核心问题之一,开发高电导率电解质材料和降低电解质膜厚度是实现SOCs中低温化应用的主要路径。本文从材料开发和薄膜制造两方面对中低温SOCs各类氧离子电解质的研究进展进行梳理,针对ZrO₂、CeO₂、Bi₂O₃及LaGaO₃基固体电解质,系统阐述了异价离子掺杂对提升氧离子电导率和稳定相结构的作用机制,介绍了电解质薄膜的制备技术和导电性能,为发展高性能固体氧化物电池电解质材料提供参考依据。     

固体电解质BaPr_（0.9）Y_（0.1）O_3粉体的制备

固体电解质在燃料电池,气体传感器,气体分离和气体制备及化学反应器等方面均有应用的可能,因此,在能源,环保,化学工业,电子工业和航空航天工业等领域均有着十分广阔的应用前景,本文主要采用溶胶燃烧法和热解法制备钙钛矿型氧化物质子导体BaPr0.9Y0.1O3陶瓷粉体。考察溶液组成、燃烧温度、煅烧温度、热解温度等对粉体物相组成、粉体粒度以及粒度分布的影响。寻找合适的制备BaPr0.9Y0.1O3粉体的方法。解决粉体组成不均匀、粒度分布范围宽以及烧结温度高的问题。     

氧化锆基固体电解质的研究进展

综合介绍了氧化锆基固体电解质的粉体制备、成型与烧结、稳定剂及共掺杂的影响,氧化锆基电解质的电性能的老化,力学性能,与电极材料的兼容性、电解质薄膜制备的研究进展以及未来的发展趋势.由于氧化锆基固体电解质的操作温度较高,因此,电解质薄膜的制备工艺及其对电池性能的影响将是氧化锆基固体电解质未来的主要研究内容.此外,氧化锆基固体电解质的烧结性能、力学性能和高温抗老化性能也有待于进一步改善和提高.     

添加Li_2O对YSZ电解质性能影响

8%（摩尔分数,下同）Y2O3稳定的ZrO2（8YSZ）是固体氧化物燃料电池（SOFC）中最常用的电解质材料,本文研究了在8YSZ基体中加入n%Li2O（n=0,0.25,0.50,1.00,1.50,1.70,2.00,2.50,3.00）后（记为n%Li2OYSZ）对其晶相结构、晶格常数、烧结性能、微观形貌、电导率及其作为SOFC电解质性能的影响。结果表明,Li2O中的Li＋可以固溶到YSZ的晶格内使其晶格常数减小;Li2O的加入量n〈1.70时,瓷体在烧结过程中不会发生相变。加入少量的Li2O（n=0.25,0.50）可以提高YSZ的致密度和电导率,0.25%Li2OYSZ和0.50%Li2OYSZ样品800℃的电导率分别高达0.030 2 S/cm和0.027 6 S/cm,分别是纯YSZ的1.35和1.24倍;当Li2O含量n≥1.00时,相同条件下烧结体致密度随Li2O加入量的增大而逐渐减小;当n≥1.70时,样品在烧结过程中虽然出现相变,但在高于1400℃可以烧结致密,并得到纯立方相YSZ。将1250℃烧结制得的0.25%Li2OYSZ和0.50%Li2OYSZ作为SOFC电解质的单电池,800℃时的开路电压高于1.0V,说明YSZ中没有出现电子电导,具有比纯YSZ为电解质的单电池更高的性能输出,表现出了良好的应用前景。     

ZrO2固体电解质在金属熔体中的应用研究

本文简要介绍了ZrO2固体电解质的制作工艺、参比电极的选择、固体电解质的工作原理及其在冶金生产过程中的几项应用.着重讨论了冶炼的终点控制、含铝钢中氧的控制、钢液无污染脱氧以及连续定氧技术的应用等.     

Y_2O_3液相掺杂ZrO_2粉体的制备及其特性

用一种新的液相掺杂技术制备Y2 O3 掺杂的ZrO2 纳米粉体 .在水 -乙醇溶剂中 ,干燥由硝酸铝、硝酸钇和单斜相氧化锆粉体组成的悬浮液 ,然后在 6 0 0℃热分解 ,可以制备出粒度小于 10 0nm的Y2 O3 掺杂单斜相ZrO2 粉体 .这种粉体可以在 0 .1Pa的真空中 ,经 14 5 0℃热压烧结成致密化Y -TZP材料 .此材料的断裂韧性 (KⅠc)为 9.9MPa·m1 /2 ,Vickers硬度 (HV1 0 0N)为 11.72 0GPa     

添加Al_2O_3对ZrO_2(Y_2O_3)粉末性能的影响

采用化学共沉淀法制备了ZrO_2(Y_2O_3)和ZrO_2(Y_2O_3)/Al_2O_3超细粉末,研究了添加Al_2O_3对粉末性能的影响.添加Al_2O_3.提高了t—ZrO_2的结晶化温度,抑制了ZrO_2晶粒生长.使ZrO_2粒子得以细化.添加Al_2O_3.还提高了介稳t—ZrO_2的稳定性,有效抑制了t—ZrO_2→m-ZrO_2相变.Al_2O_3添加量超过20wt%时.粉末烧结活性降低,烧结温度提高.     

定氧电池氧化锆电解质中的氧位分布与参比电极的选择

用稳态法求得氧化锆固体电解质内的氧位分布，从理论上阐明了钢液定氧电池参比电极的选择原则，在１６００℃下，钢液含氧量小于３００×１０＾－６时，Ｃｒ／Ｃｒ２Ｏ３参比电极优于Ｍｏ／ＭｏＯ２参比电极，而钢液含氧量大于３００×１０＾－６时，使用Ｍｏ／ＭｏＯ２参比电极比Ｃｒ／Ｃｒ２Ｏ３参比电极的误差更小，氧含量极低时，不宜采用Ｍｏ／ＭｏＯ２作参比电极。     

中低温固体氧化物燃料电池电解质的研究进展

与其他燃料电池不同,固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种新兴的环境友好型能源系统,采用的是陶瓷材料作为电解质。电解质是SOFC的核心部件,它的主要作用是传导离子,在很大程度上决定了电池的工作温度。SOFC工作温度通常在600～1000℃之间,是目前运行温度最高的燃料电池,过高的温度会引发一系列问题,如何在保证性能的前提下降低工作温度是SOFC进一步市场化的关键。本文主要阐述各种SOFC电解质导电机理、性能以及向中低温化发展的研究进展,并对未来电解质材料的发展趋势进行了展望。     

表面粗糙度对氧化锆固体电解质电性能的影响

介绍了交流阻抗谱技术对不同表面粗糙度的氧化锆固体电解质的电性能的研究,利用3YSZ粉体,分别制备出三种表面粗糙度的样品:抛光机粗抛15min,磨床磨削,1mol/L的硫酸腐蚀表面3.5h。然后涂覆上铂电极,分别测试出其交流阻抗谱图,然后利用电化学阻抗拟合软件Z-VIEW对交流阻抗谱图进行拟合,探讨了粗糙度对其阻抗的影响。实验表明,表面经过粗抛的样品的体阻抗最小。     

ZrO2氧传感器的发展与应用

氧化锆氧传感器是采用氧化锆固体电解质组成的对氧敏感的传感器,属于固体离子学中的一个重要应用方面。本文概述了氧化锆传感器的发展历史,介绍了氧化锆传感器的工作原理。综述了氧化锆传感器在测氧技术和汽车尾气排放中的应用,并分析了氧化锆传感器存在的关键问题。     

固体氧化物燃料电池氧化锆基电解质薄膜制备技术研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转化效率、环境友好性等特征,是全球能源环境问题的重要解决方案。电解质作为SOFC的关键组件,决定了电池的工作温度与输出性能。首先,以典型的氧化锆基电解质材料为例,介绍了其导电机理和导电性能的影响因素。为促进SOFC的商业化,电解质材料需在较低的工作温度下有较低的欧姆阻抗,电解质薄膜化是降低电池工作温度的有效方法。而后,从固相粉体成型、液相成型、气相成型3个方面综述了氧化锆基电解质薄膜的常见制备方法,并分析各种方法的优劣势。最后,对电解质薄膜的制备方法做简要展望。     

8%Y2O3-ZrO2水基料浆的流变性质研究

详细研究了固含量、球磨时间、分散剂用量和pH值对8％摩尔分数Y2O3稳定ZrO2水基料浆流变性质的影响。结果表明：料浆均表现出剪切变稀行为,且为假塑性流体。确定了最佳实验参数,当pH=10,分散剂用量为2％体积分数,球磨24h的ZrO2水基料浆,稳定性好,适合于成型薄片ZrO2固体电解质材料,并最终制备出体积分数为56％,适合浇注的ZrO2陶瓷料浆。     

固体氧化物燃料电池YSZ电解质薄膜的制备方法概述

固体氧化物燃料电池(SOFC)是一类既能发电,又无噪声污染、高效清洁的能量转换装置. 氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)是应用最为广泛的SOFC电解质材料. SOFC制备的关键技术之一是获得足够薄且不透气的YSZ电解质薄膜. 本文综述了几种不同的制备YSZ电解质薄膜的方法,并对它们进行了分析和比较,讨论了它们各自的优缺点和应用场合. 最后,对用于固体氧化物燃料电池的YSZ薄膜制备方法进行了评述和展望.     

Y_2O_3透明陶瓷的研究进展

Y2O3透明陶瓷具有优异的光学和热学性能,是一种有较高应用价值的功能材料,现已成为单晶的可替代材料。介绍了Y2O3透明陶瓷的研究进展,阐述了Y2O3透明陶瓷的粉体合成、坯体成型、高温烧结和机械加工的制备工艺,并分析了成型时坯体开裂的原因。     

B_2O_3－Y_2O_3添加剂对AlN陶瓷显微结构及性能的影响

研究了以Ｂ_２Ｏ_３－Ｙ_２Ｏ_３作为助烧结剂的ＡｌＮ陶瓷的烧结特性及显微结构。结果表明，晶界处存在ＹＡｌＯ_３，Ｙ_４Ａｌ_２Ｏ_９及Ｙ_３Ａｌ_５Ｏ_（１２）等各种铝酸钇结晶物，Ｂ_２Ｏ_３可固溶到铝酸钇中形成固溶体。随烧结温度变化，第二相的种类、数量和分布不同，从而影响ＡｌＮ的热导率。在１８５０℃下，可获得热导率为１８９Ｗ／ｍ·Ｋ的ＡｌＮ陶瓷。