高溫質(zhì)子導(dǎo)體的制備及其性能研究.pdf

1、鈣鈦礦型高溫質(zhì)子導(dǎo)體由于具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值及廣泛的應(yīng)用前景，引起人們的廣泛關(guān)注。 本文分別采用了高溫固相法、溶膠凝膠法和溶膠凝膠燃燒合成法制備SrCe0.95Yb0.05O3-α高溫質(zhì)子導(dǎo)體，并對其進(jìn)行了改進(jìn)和比較。溶膠凝膠法采用的合成溫度為1000℃，燒結(jié)溫度為1300℃，制得了相對密度超過97％的多晶陶瓷，相比傳統(tǒng)高溫固相法溫度降低約300℃。 本文研究了不同摻雜量對材料結(jié)構(gòu)的影響。所制備的SrCe1-xRExO

2、3-α(RE=Yb、Y，x=0～0.20)系列粉體均為斜方晶鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，(112)面上陰陽離子間距，晶格和單胞體積均有不同程度的改變。單胞體積除SrCe0.95Y0.05O3-α增大外，其余均減小。SrCe1-xYbxO3-α(x=0.05～0.20)系列樣品中，SrCe0.95Yb0.05O3-α晶格變形最大，單胞體積最小。 本文采用紫外可見吸收光譜研究了相應(yīng)體系燒結(jié)前后粉體的電子導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱。1)燒結(jié)前，對SrCe1-x

3、YbxO3-α(x=0.05～0.20)系列，無論水蒸氣處理與否，SrCe0.95Yb0.05O3-α的電子躍遷能級均最大，電子導(dǎo)電能力最差。同樣SrCe1-xYxO3-α(x=0.05～0.20)系列，無論水蒸氣處理與否，SrCe0.95Y0.05O3-α的電子導(dǎo)電能力亦最差。水蒸氣處理后，大部分樣品電子導(dǎo)電能力下降，是因?yàn)闃悠放c水蒸氣反應(yīng)，消耗電子空位。2)燒結(jié)后，SrCe1-xYbxO3-α(x=0.05、0.10和0.15)系列

4、的電子躍遷能級由原來的兩個(gè)變成一個(gè)，電子躍遷能級比燒結(jié)前減小，其中SrCe0.90Yb0.10O3-α的電子躍遷能級相對最大，水蒸氣處理后也是如此。水蒸氣處理后，各個(gè)樣品的電子躍遷能級減小。以上變化是由于燒結(jié)后晶格扭曲程度增加，晶粒增大及其內(nèi)含的雜質(zhì)所致。 本文也研究了水蒸氣處理過程中材料的熱穩(wěn)定性。研究認(rèn)為在經(jīng)過水蒸氣處理后材料中包含了表面吸附水、晶界水和晶格水。樣品SrCe0.90Y0.10O3-α、SrCe0.85Y0.1