BaZrO-,3-基固體電解質(zhì)材料的研究.pdf

1、性能優(yōu)良的中溫固體電解質(zhì)材料是發(fā)展中溫固體氧化物燃料電池的關(guān)鍵所在。作為當(dāng)今研究熱點的ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的BaCeO3基、SrCeO3基固體電解質(zhì)材料已經(jīng)得到了人們較為充分的研究，但BaZrO3基材料卻沒有得到足夠重視。理論研究表明，BaZrO3基電解質(zhì)材料不僅具有高的熱穩(wěn)定性，可能還具有比以前報道要高的質(zhì)子導(dǎo)電性。因此，選用BaZrO3為基體，Y2O3作摻雜劑，用共沉淀法和固相反應(yīng)法制備了BaZr1-xYxO3-δ材料，比較了兩種制

2、備方法得到的粉體，并對材料的導(dǎo)電性能進(jìn)行了研究。 實驗首先制備了摻釔鋯酸鋇粉體，研究了前驅(qū)體溶液的濃度、反應(yīng)溶液的pH值、表面活性劑的添加量、煅燒溫度和時間以及釔離子在鋯酸鋇基體中的固溶限度。結(jié)果表明，按如下制備條件：金屬鹽溶液離子濃度為0.5mol/L，保持沉淀劑溶液的pH=9，并用0.4wt％PEG400和0.2wt％PEG4000作復(fù)合表面活性劑，可以得到分散性較好的沉淀產(chǎn)物。將前驅(qū)體沉淀在1250℃煅燒10小時可以得到單

3、一鈣鈦礦晶型的BaZr1-xYxO-δ粉體。與固相反應(yīng)法相比，在同樣煅燒條件下，共沉淀法得到的摻雜鋯酸鋇粉體的晶型單一、完整。研究了煅燒后粉體的真密度，得知釔離子摻雜進(jìn)入鋯酸鋇基體中，的確形成了氧空位型固溶體。釔離子在鋯酸鋇基體中的的固溶限度在15～20mol％之間。 采用PVA作成型劑，以40MPa/cm2的壓力造粒后干壓成型，1550℃燒結(jié)5小時得到了晶粒發(fā)育均勻完整、結(jié)構(gòu)致密的BaZr1-xYO3-δ燒結(jié)體。通過對燒結(jié)體的