sr、mg掺杂的lagaolt3gt功能陶瓷成分、结构和电导率的研究

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1、Sr、Mg掺杂的LaGa03功能陶瓷成分、结构和电导率的研究摘要固体氧化物燃料电池(SOFC)因其具有能量转换效率高、低污染、对燃料的适应范围宽而备受关注。但是，由于它需要很高的操作温度(>900℃)，导致了电解质选择的困难。在A位置上掺杂Sr，B位置上掺杂Mg的LaGa0，材料(LSGMl00x100y)在较低的温度下具有较高的电导率，有望成为中温固体氧化物燃料电池的电解质材料。本课题通过固相反应法制备了27种钙钛矿结构的Sr、Mg掺杂的LaGa03固体电解质材料。对所制备的材料进行XRD物相分析

2、，采用扫描电镜对其显微组织进行了分析，测试了其交流阻抗谱。通过对所制备的材料进行XRD分析，在掺杂成分区作出了单相立方钙钛矿结构相区、两相(立方钙钛矿结构和LaSrGa04或者立方钙钛矿结构和LaSrGa3071区以及三相(立方钙钛矿结构、LaSrGa04和LaSrGa307)区。对所制备的材料进行扫描分析可知，该材料的晶粒尺寸随烧结时间的延长而增大，LSGM的电导率先随晶粒尺寸的增大而增大，然而，当烧结时间超过24h，其电导率随晶粒尺寸的增大而将低，这可能是因为在晶界上有第二相产生造成的。最后根据

3、EET理论计算了Sr、Mg掺杂的LaGa03材料中陶瓷相的价电子结构，结果表明，陶瓷相的nA和活化能是影响电导率的两个主要因素。我们可以通过陶瓷相的nA和活化能来预测具有高电导率的材料成分。关键词：固体氧化物燃料电池Sr、Mg掺杂的LaGa03电导率价电子结构ResearchontheComposition，StructureandElectricalConductivityinSr,MgDopedLaGa03ceramicsAbstractsSolid0xideFuelCells(SOFC)iso

4、neofthemostattractiveenergyconversionsystembecauseofitshighefficiency,lowpollutionandfuelflexibility．However,thehighoperatingtemperature(>900。C)causesseriouslimitationinthechoiceofelectrolytematerials．Lanthanumgallatesdoped、vithstrontiumontheAandmagnes

5、iumontheBsite，LalqSrxGal-yMgy03．(x+，撑(LSGMl00x100y)，exhibithighelectricalconductivityinlowertemperature．Itappearshigrllypromisingasanewsolidoxideelectrolyteforuseingatmediumtemperature．TwentysevenkindsoftheStrontium--andMagnesium·-DopedLaGa03solidelect

6、rolyteswiththeperovskitestructurewerepreparedbymeansofsolidstatereaction．Thematerialswerecharacterizedbyroom—temperatureX—raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)andac-impedancespectroscopy．Firstly,Theregionofthesingle—phase，cubic·perovskite

7、，thetwo—phase，cubic—perovskiteandLaSrGa04orcubic—perovskiteandLaSrGa307，andthethree-phase，cubic—perovskiteandLaSrOa04andLaSrGa307，shownintheregionofthedopedcompositionWasdeterminedfromroom—temperatureXRDofthepreparedmaterials．Secondly,themacro—structur

8、etakenbySEMshowthatthesizeofitsgrainincreaseswimthesinteringtime．TheelectricalconductivityofLSGMincrease谢血thesizeofitsgrainfirstly，．however,whenthesinteringtimeislongerthan24h，theelectricalconductivitydecrease耐tllthesizeofitsgrainbecaus