钐和锌双掺杂La9.33(SiO4)6O2电解质的制备及其电导率 |
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作者姓名: | 陈 石 黄志良 吴昌胜 陈 松 |
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作者单位: | 武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430205 |
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摘 要: | 为提高磷灰石型电解质(LSO)的电导率,以氧化镧(La2O3)、氧化锌(ZnO)和氧化钐(Sm2O3)为主要原料通过尿素-硝酸盐燃烧法在600 ℃的温度下合成了掺杂钐和锌的La9.33SmxSi5ZnO(25+1.5x)固体电解质粉末。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、变温介电测量系统对样品进行物质结构、表面形貌、电导率的表征。研究了不同温度和不同掺杂浓度下La9.33SmxSi5ZnO(25+1.5x)的电导率。结果表明,Sm和Zn成功掺杂进入LSO的晶格中,样品具有典型的P63/m磷灰石结构且纯度高,LSO的形貌未改变。当Sm掺杂浓度为0.6,Zn掺杂浓度为1时,在温度为650 ℃下La9.33SmxSi5ZnO(25+1.5x)的电导率达到1.50×10-3 S/cm;确定了最佳烧结温度为1 400 ℃。La9.33SmxSi5ZnO(25+1.5x)的电导率在同一温度下随着掺杂量的增加先提高后降低,掺杂样品的晶胞参数相比于未掺杂样品的晶胞参数增大,活化能随着掺杂量的增大先降低后升高。此外La9.33SmxSi5ZnO(25+1.5x)的电导率在同一掺杂量下,随着温度的升高而提高。
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关 键 词: | 固体电解质 La9.33(SiO4)6O2 燃烧合成 钐和锌双掺杂 硅酸镧 |
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