Ce-La-O體系的相圖研究.pdf

1、相圖對于材料科學(xué)來說具有重要的指導(dǎo)意義。相圖的研究方法主要分為實(shí)驗(yàn)法和計(jì)算法。由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，往往并不能夠完全測定出繪制一個體系的相圖所需要的全部實(shí)驗(yàn)信息，上世紀(jì)70年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，基于各種理論的相圖計(jì)算方法逐步發(fā)展起來，其中，利用體系Gibbs自由能最小化原理，對各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評估的Thermo-calc軟件的應(yīng)用最為廣泛，至今已經(jīng)不斷更新，發(fā)展到了十多個升級。
　　Ce，La及其氧化物在催化劑、燃料電

2、池、熱障材料方面具有廣泛的應(yīng)用。Ce-La-O體系是一個典型的固溶體體系，其相關(guān)子體系的相圖，也具有代表性，通過對該體系進(jìn)行相圖計(jì)算，有助于認(rèn)識這個體系的各種相結(jié)構(gòu)，以及Ce-La合金的氧化行為。本文主要采用Thermo-calc軟件進(jìn)行Ce-La-O相關(guān)體系的相圖計(jì)算方面的研究。文獻(xiàn)中關(guān)于這個體系的各個子體系的實(shí)驗(yàn)及相圖數(shù)據(jù)的報(bào)道很多，對這些信息匯總，在需要進(jìn)一步確認(rèn)的信息方面，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　　通過Raman光譜、掃描電子

3、顯微鏡及能譜分析、原子力顯微鏡研究了Ce-La合金在空氣中的氧化反應(yīng)，確定了合金表面氧化反應(yīng)的過程，合金在空氣中容易被氧化，表面會形成氧化物固溶體，具體可能會有Ce2O3-La2O3、CeO2-La2O3固溶體。新打磨好的合金樣品在空氣中，Ce與吸附氧結(jié)合為Ce3+，隨后Ce3+會進(jìn)一步氧化為Ce4+，根據(jù)表面氧化層中Ce3+和Ce4+量的變化情況，可以把表面氧化過程分為兩個階段，即前40分鐘Ce3+增長速度大于Ce4+;40分鐘以后，

4、Ce4+增長的速度已逐漸超過Ce3+，同時Ce3+逐漸減少，直到最后完全氧化為Ce4+。
　　通過對溶膠-凝膠法制備的CeO2-La2O3系列混合氧化物進(jìn)行XRD圖譜研究表明，該體系CeO2與La2O3可以形成一系列的固溶體，具體是以CeO2的螢石結(jié)構(gòu)為母體的固溶體和以La2O3的A型六方結(jié)構(gòu)為母體的固溶體。La2Ce2O7是以CeO2螢石結(jié)構(gòu)為框架的固溶體，不具備燒綠石結(jié)構(gòu)的特征。
　　結(jié)合實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，以及文獻(xiàn)中關(guān)于該體系