中温固体氧化物燃料电池阴极材料SrCo_(1-x)Ga_xO_(3-δ)的制备及性能研究

采用EDTA-柠檬酸联合络合法制备了SrCo1-xGaxO3-δ(x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)系列阴极材料。通过X射线衍射、热膨胀测试、X射线光电子能谱和电化学阻抗谱等方法对试样进行分析,研究了Ga掺杂量对材料性能的影响。结果表明试样均为钙铁矿结构,随着Ga含量的增加,阴极粉体材料热膨胀系数、电导率和阴极材料表面的吸附氧逐渐减小。其中,SrCo0.8Ga0.2O3-δ的面电阻最小,600℃时为0.73 cm2,以其为阴极的单电池在650℃的工作温度下的最大输出功率达0.484 W/cm2。

Sm0.9Ca0．1Al1-xGaxO3-δ钙钛矿氧化物的合成和电学化性能

采用固相反应法制备含少量杂质的四方钙钛矿氧化物陶瓷Sm0.9Ca0．1Al1-xGaxO3-δ（x=0.1-0.5）。通过x射线衍射、扫描电镜和交流复阻抗谱以及氧浓差电池等技术研究样品的物相结构、微观形貌、电化学性能和电输运行为。结果表明：Ca、Ga双掺杂能显著提高样品的电化学性能，其电导率随Ga掺杂量z的增加先增大后减小，在x=0.3时达到最大值；在1550℃保温6h制得的Sm0.9Ca0．1Al1-xGaxO3-δ样品的相对密度为95．5％，900℃时的总电导率为1.83S／m：Sm0.9Ca0．1Al1-xGaxO3-δ的In（σT）与T^-1之间近似呈线性，说明电导率与温度的关系符合Arrhenius定律，总电导活化能为111．09kJ／mol；在空气气氛中，该样品是一个氧离子和电子空穴的混合导体，以氧离子导电为主；在测量温度范围内，氧离子迁移数在0．8左右，且随温度升高略微增大；氧离子电导活化能和空穴电导活化能分别为101．08和92．92kJ／mol。

Fe掺杂对SrCoO_(3-δ)体系氧化物结构稳定化作用的TPD/TPR研究

用固相反应法合成了系列SrCo1-xFexO3-δ样品,分析了其结构随热处理条件的变化情况,考察了其氧扩散行为以及化学稳定性。自然降温的SrCo1-xFexO3-δ样品保持了高温钙钛矿结构,而淬火样品则为brownmillerite相结构。Fe离子掺杂有利于“α-O”的脱附,但显著抑制了“β-O”脱附;H2-TPR实验表明Fe离子掺杂对SrCo1-xFexO3-δ的化学稳定性有一定的提高。

SrCo_(1-x)Ni_xO_(3-δ)陶瓷材料的微结构和电性能

研究了SrCo1-xNixO3-δ(0≤x≤0.10)陶瓷材料(x=0,0.02,0.05和0.10)的微结构和电性能。SrCo1-xNixO3-δ陶瓷样品的结构用XRD和SEM测试分析,用热敏电阻数据采集系统测试了样品在低温-196℃和-183℃下的阻值和热敏电阻常数B值。样品的电阻值和B值随含量x的增加而增大、烧结温度的升高和恒温时间的增加而减小。测试结果表明:SrCo1-xNixO3-δ陶瓷是一种预计可在-196℃以下使用,很有应用前景的低温热敏电阻材料。

Co-Ni-Sr-O系低温热敏陶瓷材料研究

着重研究了工作温度范围为20-77K的低温热敏电阻器的生产工艺参数。利用先进的半导体陶瓷工艺，合成了新的低温NTC热敏陶瓷材料SrCoO3-δ，并用不同量的Ni取代Co对其掺杂改性，得到了不同阻值、不同B值的陶瓷材料，同时研究了烧结温度和恒温时间对Co-Ni-Sr-O系NTC热敏材料参数的影响。在材料粉体合成中，采用固相烧结、共沉淀法、溶胶凝胶法、Pechini法等不同方法制备，讨论了不同方法的基本原理与特点，并对一些具体制备方法进行了比较。