燒結助劑對CeO2-LSGM體系結構和性能的影響.pdf

1、CeO2-LaGaO3基復合電解質一直是人們關注的焦點。CeO2為立方螢石結構，SrO和MgO共摻雜的LaGaO3（LSGM）為鈣鈦礦結構。兩相界面晶格失配，導致很多微結構缺陷，結構缺陷的產生更有利于氧離子的遷移。復合體系的離子電導率高于單相電解質。然而，復合電解質仍然存在致密性差的問題，通常使用過渡金屬氧化物作為燒結助劑來提高燒結性能和電性能。
　　采用溶膠-凝膠法分別制備La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O3-δ（LSG

2、M）和Ce0.8Nd0.2O1.9（NDC）電解質，并在NDC的溶膠中均加入不同質量比的LSGM預燒粉體制得NDC-LSGM復合電解質，研究LSGM添加量的不同對NDC-LSGM復合體系的燒結性能和導電性能的影響，從而確定最佳復合比例；將1mol%不同燒結助劑（MoO3、FeO1.5、CoO）添加到NDC體系中，探討不同燒結助劑對其性能的影響；篩選出CoO作為燒結助劑，研究其對復合體系NDC-LSGM的相組成、微觀結構和導電性能的影響。

3、
　?。?）本文采用溶膠-凝膠法制備SrO和MgO不同摻雜量的La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ電解質（LSGM9191、LSGM9182、LSGM8291、LSGM8282），研究SrO和MgO不同摻雜量對其結構和性能的影響。結果表明SrO和MgO到摻雜量越多，氧空位越多，更有利于氧離子的傳輸。La0.8Sr0.2Ga0.8Mg0.2O2.8（LSGM8282）具有最大導電率。
　?。?）在單相電解質NDC和LSGM

4、的基礎上，制備NDC與LSGM的質量比分別為95:05、90:10和85:15的復合電解質。不同復合比的電解質NDC-LSGM均呈現立方螢石結構特征峰，復合比例的不同并未影響其螢石結構；LSGM的添加能夠均促進晶粒生長，提高晶界導電性。NDC-LSGM9505樣品的晶界電導率和總電導率最大。
　?。?）在單相NDC中添加1mol%不同燒結助劑（MoO3、FeO1.5、CoO）并未改變其立方螢石結構；燒結助劑的添加促進樣品致密性增加

5、，導電性能提高。其中添加燒結助劑CoO的材料導電性能最高。
　　（4）在NDC中添加燒結助劑CoO或LSGM不改變其立方螢石結構；復合體系NDC-LSGM中添加CoO起助燒結的作用，同時少量的Co元素會進入到NDC的晶格中；少量的LSGM小顆粒填入NDC大顆粒間隙提高NDC的致密性和晶界電導率；雖然NDC-LSGM-Co樣品的燒結性能有所改善，但是在燒結過程中晶界處產生雜質相，晶界電導率略低于NDC-Co和NDC-LSGM而高于N