LaNbO-,4-對NiO-YSZ陶瓷斷裂韌性和離子導電性能的影響.pdf

1、在多種不同結構設計的固體氧化物燃料電池（SOFC）中，陽極支撐平板式SOFC代表著今后發(fā)展的重要方向。最常用的陽極支撐體材料是Ni/YSZ（Y2O3穩(wěn)定的ZrO2）金屬陶瓷，由室溫的NiO/YSZ陶瓷復合材料在高溫下還原而得。多孔NiO/YSZ支撐體在室溫下韌性不足，難以承受電堆裝配中所需要施加的壓力，往往導致單電池破裂。本文的研究目的是在不改變陽極支撐體電子導電性的條件下，通過第三相材料復合，提高NiO/YSZ復合材料的斷裂韌性(KⅠ

2、C)，為實現超薄SOFC創(chuàng)造條件。 稀土正鈮酸鹽LaNbO4在室溫下是鐵彈性的單斜相，具有特殊的疇結構，在外應力的作用下能發(fā)生疇位向變換，應力消失后，疇恢復到原有取向。這一機制有可能增韌陶瓷。因此，本文研究選用LaNbO4作為增韌NiO/YSZ的第三相材料。主要的研究內容包括： 1)LaNbO4粉末材料的制備與表征； 2)NiO/YSZ/LaNbO4復合材料力學性能； 3)NiO/YSZ/LaNbO

3、4復合材料中的相變及其對導電性能影響。 研究結果表明，化學共沉淀法制備LaNbO4的關鍵是控制溶液的pH值，保持在9～10之間，才能得到較純凈的尺寸在1～1.5μm的LaNbO4晶粒。LaNbO4的加入導致部分立方相YSZ發(fā)生相變，生成單斜相ZrO2。NiO/YSZ/LaNbO4陶瓷材料的KⅠC隨LaNbO4的加入量變化：當LaNbO4含量在0～10％wt之間，NiO/YSZ/LaNbO4陶瓷KⅠC連續(xù)下降；進一步增加LaNbO