Co元素掺杂对CeO_2基固态电解质导电行为的影响

分别采用晶格固溶(Solid Solution,SS)和晶界择优偏聚(Grain Boundary Segregation,GBS)两种方式将Co元素添加至Gd掺杂的CeO_2粉末(GDC)内,研究两种添加方式对GDC电导行为的影响。首先采用共沉淀法制备10%Gd(摩尔分数,下同)掺杂的GDC粉末(10GDC),再分别通过以上两种方式将1%Co元素添加至10GDC粉末中,得到10GDC-1Co(SS)和10GDC-1Co(GBS)粉末样品。上述粉末样品中只含有CeO_2固溶体相,晶粒尺寸范围为10.1~12nm。将Co掺杂前后粉末样品在1000℃下烧结1h,分别得到10GDC,10GDC-1Co(SS)和10GDC-1Co(GBS)片状陶瓷样品。烧结后所有陶瓷样品中均只含有CeO_2固溶体相,晶粒尺寸范围为44.5~59.7nm。10GDC-1Co(SS)和10GDC-1Co(GBS)样品的电导率均高于10GDC样品的电导率,当测试温度低于430℃时,10GDC-1Co(GBS)样品的电导率高于10GDC-1Co(SS)样品;当测试温度高于430℃时,10GDC-1Co(SS)样品的电导率高于10GDC-1Co(GBS)样品。