掺杂锆铈酸盐质子导体的制备与性能研究

《掺杂锆铈酸盐质子导体的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文摘要采用高温固相法制备了掺杂锫铈酸盐钙钛矿型质子导体。对BaCeo．5．xZro．5．xYb2x03．x(BCZY)、SrCeo．5．xZro．5．xYb2x03．x(SCZY)及SrCeo．5．xZro．5．。Dy2。03．。(SCZD)(2x=0．1，0．15，0．2，O．25)进行了研究。通过DSC—TG(或DTA—TG)分析确定粉料的预合成温度为1200℃。通过XRD分析了各组试样的晶体结构，结果表明掺杂物在其中的固溶度<0．25，此时，BCZY和SCZY形成典型的钙钛矿结构，并且能够保持测试前后晶体结构的稳定性，而SCZD难以得到

2、纯相固溶体。采用排水法测定了试样的体积密度，相对密度均达到95％以上。采用直流四端电子法测试了材料的电导率，研究表明同一体系的电导率随测试温度的升高而增大，当掺杂量S0．2时，随掺杂量的增大而增大，当掺杂量>0．2时，反而下降；且当掺杂量相同时，在相同温度下，电导率的大小关系是：BCZY

3、且，在湿氢气和干氢气的气氛下，电导率的差别并不是十分明显，湿氢气中的电导率略大于干氢气中的电导率，因此可以说氢气气氛下水蒸气的引入对电导率的提高虽有二_定的促进作用，但影响并不大。，对SCZY体系中的Sr(CeyZrl．y)o．8Ybo．202．9(Y=O．2，0．4，0．6，0．8)进行了研究，结果表明随着Ce／Zr的增大电导率逐渐增大。对于SCZD体系，选择掺杂量分别为2x=0．15，O．2，改变Ce／Zr，研究表明当2x=O．15时，电导率随着Ce／Zr的增大而增大；当2x=0．2时，低温下，Ce／Zr对电导率的影响占主要地位，高温时电导

4、率逐渐接近。通过稳定性研究表明三个体系的稳定性变化规律是：BCZY>SCZY>SCZD。并且同一体系中，稳定性随着Ce／Zr的增大而降低。这三个体系中最理想的质子导体是SCZY。。关键词：钙钛矿，质子电导率，掺杂锆铈酸钡，掺杂锆铈酸锶，Yb203，Dy203ABSTRACTPerovskitesolidsolutionsofdopedcerium—zirconateswithprotonicconductivityweresynthesizedbyhightemperaturesolid-statereaction．BaCe0．5．xZro．5

5、．xYb2x03．x(BCZY)，SrCeo．5．xZro．5．xYbzx03．x(SCZY)andSrCeo．5．xZr0．5．xDy2x03．x(SCZD)(2x=0．1，0．15，0．2，O．25)wereinvestigated．Thecalcinationstemperaturewasdeterminedtobe1200"CbyDSC—TG(orDTA-TG)．ThestructurewasexaminedbyXRD．Theresultsindicatedthatthesolubilitywas

6、BCZYandSCZYtocrystallizeinstableperovskitephasesbutitwasdifficultforSCZD．ThebulkdensitywasmeasuredaccordingtotheArchimedesprincipleandtherelativedensityachievedmorethan95％．ThehightemperatureeonductivitiesweremeasuredviaaDC4一probemethod．TheresultsshowedthattheconductivityOfth

7、esamesystemincreasedwiththeelevationoftemperatureandincreasedwithincreasingdopantcontentwhenitwasS0．2，butdecreasedwithincreasing‘dopantcontentwhenitwas>O．2．TheorderofconductivitywasBCZY

8、theconductivityofBCZY,SCZYandSCZDwas3．6×10一S／cm，4．4×10。2S／cmand1．6×10。2S／er