共沉淀法結(jié)合共沸蒸餾制備鍶鎂摻雜鎵酸鑭固體電解質(zhì).pdf

1、具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鍶鎂摻雜鎵酸鑭La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ(簡寫為LSGM)是一種優(yōu)良的氧離子導(dǎo)體。它在中溫下具有較高的離子電導(dǎo)率和化學(xué)穩(wěn)定性,是一種具有廣闊應(yīng)用前景的固體氧化物燃料電池的電解質(zhì)材料。傳統(tǒng)的制備方法是固相反應(yīng)法,此方法操作簡單,但是需要反復(fù)的研磨和長時間的高溫?zé)Y(jié),而且制備的粉體顆粒較大、且粒度分布不均勻,同時還會產(chǎn)生許多雜相,影響電解質(zhì)的性能。濕化學(xué)法是目前研究較多的制備LSGM的方法。與固相法相比,濕化學(xué)

2、法具有混合均勻、煅燒溫度低等優(yōu)點,可以得到性能更優(yōu)的LSGM電解質(zhì)。
　　 本文采用共沉淀法結(jié)合共沸蒸餾技術(shù)制備了不同Sr、Mg摻雜量的LaGaO3前驅(qū)體粉末,然后將前驅(qū)體粉末在不同的溫度下煅燒,煅燒后的粉體經(jīng)等靜壓成型、燒結(jié)即得到相應(yīng)的燒結(jié)體。通過TG-DSC、XRD等對前軀體和煅燒后的粉體進(jìn)行表征,以確定粉體的組成和物相隨溫度的變化情況。然后對燒結(jié)體進(jìn)行SEM、EDS等表征,以確定燒結(jié)體的組成和微觀結(jié)構(gòu)。通過交流阻抗測試和等

3、效電路擬合,研究燒結(jié)體的電學(xué)性能。結(jié)果表明:
　　 (1)以金屬硝酸鹽為原料,碳酸銨為沉淀劑,采用共沉淀法結(jié)合共沸蒸餾技術(shù)制備了不同Sr、Mg摻雜量的LSGM前軀粉體。XRD結(jié)果表明,前驅(qū)粉體在1000℃下煅燒2 h即可產(chǎn)生鈣鈦礦相。隨著煅燒溫度的升高,樣品中的雜相逐漸減少。當(dāng)煅燒溫度升高到1400℃時,就可以得到較純的鎵酸鑭相,這種方法比固相合成法降低了100℃。
　　 (2)采用共沸蒸餾技術(shù)可以有效的減小粉體顆粒間的

4、團(tuán)聚,得到顆粒較細(xì)且分布均勻的白色疏松粉末。通過TEM表征可知,共沸蒸餾后粉體的顆粒大小約為4～6 nm,且粒度分布均勻,分散性良好。隨著煅燒溫度的升高,粉體顆粒逐漸增大,在1000℃下煅燒后,粉體顆粒大小約為116 nm。
　　 (3)采用交流阻抗法研究了LSGM電解質(zhì)的電導(dǎo)率。研究結(jié)果表明:對于同一種燒結(jié)體,晶粒電導(dǎo)率、晶界電導(dǎo)率和總電導(dǎo)率都隨燒結(jié)溫度和測試溫度的升高而逐漸增大,燒結(jié)溫度為1500℃時達(dá)到最大值。對于組成不同