La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3薄膜的制备及NTC特性研究

为研制具有较低室温电阻值的NTC薄膜热敏电阻,以La0.6Sr0.4CoO3陶瓷为靶材,采用RF磁控溅射法,在Al2O3基片上沉积了La0.6Sr0.4CoO3(LSCO)薄膜。研究了溅射过程中氩氧体积流量比对LSCO薄膜结晶性能和方阻的影响以及LSCO薄膜的阻温特性。结果表明:随着氩氧体积流量比的增加,LSCO薄膜的主晶相衍射峰强度及方阻均先增大后减小。LSCO薄膜具有显著的NTC特性,室温时的电阻温度系数α25为2.24×10–5;其lnR-T–1曲线具备良好的线形度,线性偏差仅为2.09%;另外,其室温时的电阻R25仅为18.75k?。

LSC包覆改性LiFePO_4/C锂电池正极材料特性研究

采用酒精悬浮液法对商用LiFePO4/C进行了La0.6Sr0.4Co O3-δ（LSC）包覆改性,LSC包覆量为1%~5%（质量分数）,通过充放电测试、电化学阻抗测试考察了不同包覆配比对材料高倍率放电比容量和循环性能的影响。结果表明,适当含量LSC包覆可提高LiFePO4电池高倍率放电比容量和循环性能,以4%（质量分数）LSC包覆改性的LiFePO4/C作为蓄电池正极材料时,2 C充放电时比容量较改性前提高22%,55次充放电循环后容量损失率减小22.1%,以其替代LiFePO4/C可增大蓄电池容量,延长蓄电池组使用寿命,具有良好的应用前景。

中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(1-χ)Co_χO_(3-δ)的合成和性能表征

采用固相反应法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ln0.6Sr0.4Fe1-χCoχO3-σ（Ln=La,Pr;Nd,Sm和Gd）粉体.对其进行结晶学表征,分析氧含量和失重与温度的关系,并研究了其电导率随温度的变化规律及其与Ce0.8Gd0.2O1.9（CGO）电解质的化学相容性.实验表明,600～800℃;所有样品的电导率均高于100S/cm,其中Nd0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-σ的电导率高达600S/cm,并且与CGO电解质都具有良好的化学相容性.

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3钙矿复合氧化物的结构与电学性能

采用固相反应法合成出La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系复合氧化物样品,XRD分析结果证实不同Co/Fe比例的样品中均形成菱形六面体钙钛矿结构,采用固相烧结法制备出致密的La_(0.6)Sr(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系陶瓷。研究结果表明,在室温到900℃温度范围内La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3(y=0)的电导率随温度的增加而单调降低,其它Co/Fe比例样品的电导率随着温度的增加出现最大值,电导率达到最大值的温度随Co/Fe比例的降低而提高。在低温段,La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3体系的导电行为符合小极子导电机制,导电活化能随Co/Fe比例的降低而增加。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_3钙钛矿复合氧化物的柠檬酸盐法合成与导电性能

采用柠檬酸盐法合成出La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3钙钛矿复合氧化物超细粉料,考查了各种影响溶胶与凝胶的形成以及合成粉料晶体结构与颗粒形态的因素,并确定了最佳的合成条件。研究了烧成温度对La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3电导率的影响,发现1200℃是最合适的烧成温度。研究结果表明,在室温～900℃范围内,样品的电导率在600℃附近出现峰值(～103S·cm-1),在低温段样品的导电行为符合小极化子导电机制,不同烧成温度的样品的导电活化能基本一致(5.31～5.79kJ·mol-1)。与常规固相合成法相比,柠檬酸盐法合成的La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3具有更高的烧结活性和电导率。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3的混合导电性研究

采用直流四探针法和两端子电子阻塞电极交流阻抗谱研究了GNP法制备La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子-离子混合导电性能.在室温-900℃范围内,La0.6Sr0.4CoO3的电子电导率随温度的升高而单调降低,其它样品的电子电导率随温度的升高在600℃附近达到最大值.La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的氧离子电导率随温度的升高而增加.在相同温度下,随着Co／Fe比例的增加,La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3陶瓷的电子电导率和氧离子电导率增加,电子导电活化能和离子导电活化能降低.氧离子迁移数随温度的升高而增加,随Co／Fe比例的增加而降低。

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3钙钛矿复合氧化物的GNP法合成与导电性能

采用甘氨酸 -硝酸盐 ( GNP)法合成出 La0 .6Sr0 .4Co1-y Fey O3 ( y=0～ 1 .0 )体系复合氧化物 ,对合成产物的结构、烧结性能和导电性进行了表征 .研究结果表明 ,不同 n( Co) / n( Fe)比的合成粉料中形成菱形六面体钙钛矿结构 ,合成粉料的颗粒细小均匀 .在室温～ 90 0℃范围内 ,La0 .6Sr0 .4Co O3 ( y=0 )的电导率随温度的升高而单调降低 ,其它 n( Co) / n( Fe)比的样品电导率随着温度升高到 60 0℃附近时达到最大值 .在低温段 ,La0 .6Sr0 .4Co1-y Fey O3 体系的导电行为符合小极化子导电机制 ,导电活化能随 n( Co) / n( Fe)比的降低而增大 .与常规固相合成法相比 ,甘氨酸 -硝酸盐法制备的 La0 .6Sr0 .4Co1-y Fey O3 具有更高的烧结活性和电导率 .

Pr_(0.6)Sr_(0.4)FeO_(3-δ)钙钛矿结构材料的制备与表征

用甘氨酸-硝酸盐(GNP),Pechini,柠檬酸-硝酸盐(CNP)以及尿素-硝酸盐法(UNP)制备了Pr0.6Sr0.4FeO3-δ复合氧化物粉体,通过电感耦合等离子发射光谱(ICP),比表面积测试(BET),粒度分布、热重-差热分析(TG-DTA),傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等手段对产物进行了分析和表征。结果表明:4种方法合成的粉体组成与Pr0.6Sr0.4FeO3-δ化学计量比一致;比表面积在9-27 m2.g-1之间,粒度范围35-110 nm,CNP法所得粉体的比表面积最大,UNP法最小;XRD结果证实,Pechini法制备的干凝胶粉在600℃下焙烧即可形成立方结构的钙钛矿相产物;FT-IR结果表明,GNP,CNP及UNP工艺合成的初级粉体中产物物相已基本形成;热分析结果预示,初级产物在1000℃下煅烧,均形成钙钛矿结构的单相固溶体。

溶胶-凝胶法制备La_(0．8)Sr_(0．2)CoO_3纳米材料及其气敏性能的研究

以La(NO_3)_3·6H_2O、Sr(NO_3)_2、Co(NO_3)_2·6H_2O为原料,用EDTA络合溶胶-凝胶法制备La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3凝胶,在700℃、800℃、900℃煅烧,制得La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3粉体。用DTA、FT-IR、XRD、SEM等手段对制备过程、热分解机理及粉体的性能进行了研究。在700℃焙烧2 h得到La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3纯相纳米粉,颗粒呈球形。选取700℃焙烧2 h的La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3粉体制成管状传感器,进行NO_2敏感性能测试,探讨了相同NO_2浓度下,传感器敏感信号与温度的关系。结果表明:纳米La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3粉体在450℃时对NO_2的敏感信号最大,输出的电动势信号与NO_2浓度之间呈线性关系。

La_(0.6)M_(0.4)Fe_(0.8)Cr_(0.2)O_(3-δ)(M=Ca、Sr、Ba)的制备表征及电性能

采用甘氨酸-硝酸盐法(GNP)制备了纳米尺寸的La0.6M0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(M=Ca、Sr、Ba)系列粉体.BET测试表明,合成粉体的比表面积>20m2·g-1;XRD结果显示,GNP法合成粉体在燃烧阶段物相已初步形成,La0.6Ca0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LCFC)初粉经850℃热处理2h即转变为简单立方钙钛矿结构的纯相产物,1100℃下烧结体的相对密度即达95%,La0,6Sr0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LSFC)、La0.6Ba0.4Fe0.8Cr0.2O3-δ(LBFC)初粉为双相结构,两者在低温段的烧结活性较LCFC差,1300℃以上相对密度接近95%.四端子法电导测试表明,掺杂样品的电导率较LaFeO3高2个数量级以上,700℃以下三者的电导率随温度的变化符合小极化子导电机理;800℃下LCFC的电导率>50S·cm-1,预示其可能成为IT-SOFC有实际应用前景的阴极材料.

Ba0.4Sr0.6Co1-xFexO3-δ系阴极材料的制备和表征

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成了中温固体氧化物燃料电池阴极材料Ba_0.4Sr_0.6Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)(x=0.0～0.8)系列粉体。利用XRD和SEM对材料的结构和微观形貌进行分析,用直流四端子法测量了烧结陶瓷体在中温(450～800℃)范围内的电导率。结果表明,制备的样品为单一钙钛矿相,随着Fe含量增加,XRD衍射峰值向高角度方向稍有偏移。电导率随着温度及Fe含量的变化出现极大值,在x<0.2时,Ba_0.4Sr_0.6Co_(1-x)Fe_xO_(3-δ)系列烧结体在中温(450～800℃)区的电导率,随Fe掺入量的增大而增大,x=0.2样品的电导率最高,800℃时达244.7S·cm^-1,远超过文献报道值,进一步增大Fe含量导电性能变差。

钙钛矿复合氧化物La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的合成与电学性能

采用甘氨酸-硝酸盐(GNP)法合成出La0.6Sr0.4Fe0.8Co0.2O3超细粉体,探讨各因素对产物的晶体结构和显微形貌的影响,研究烧成温度对电导率的影响.研究表明,G/Mn+控制在2.0—3.0、热处理温度为750℃是最佳的合成条件,1200℃烧成样品具有最优良的电性能.在室温～900℃温度范围内,样品的电导率在600℃附近出现最大值,低温段的导电行为符合小极化子导电机制.与常规固相法相比,GNP法制备样品具有更好的烧结活性和导电性能.

离子束溅射La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)薄膜的XRD和XPS研究

采用离子束溅射法在氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)和铝酸镧(LaAlO3)上溅射RE0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜,测试了薄膜的XRD、XPS谱、分析了表面微结构及化学状态。实验表明,随着热处理温度的升高,La0.5Sr0.5CoO3-δ薄膜在YSZ和LaAlO3上生长时有取向增强的趋势,并且晶粒度增大,晶格氧减少,氧空位增加,氧输运性能提高。当热处理温度为750℃时薄膜结晶度最好,晶粒度最大,氧输运性能最好。

莫来石纤维陶瓷负载La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3的制备及催化性能

采用浸渍法制备了以莫来石纤维多孔陶瓷为载体的La0.8Sr0.2CoO3钙钛矿材料,利用扫描电子显微镜及X射线衍射仪对样品进行了表征,发现莫来石纤维陶瓷载体表面负载有钙钛矿型复合氧化剂.进而研究了载体催化剂对NO和CO的催化活性,并讨论了添加为0.1%(质量分数)的PdC l2对La0.8Sr0.2CoO3钙钛矿材料催化活性的影响.结果表明,未添加Pd时,601℃下NO的转化率达到74.5%,CO的转化率高达99%;在添加少量Pd之后,350℃下CO和NO的转化率均达到100%.

SOFC纳米La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(0.4)Fe_(0.6)O_3阴极粉体的制备及性能表征

采用EDTA-柠檬酸复合络合法合成了固体氧化物燃料电池(SOFC)纳米阴极粉体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3(LSCF)。运用TG-DTA、FT-IR、XRD、SEM、TEM和电化学分析仪分别对产物形成过程、晶体结构、粉体形貌和电化学性能进行了分析与表征。实验结果表明:在溶胶-凝胶法制备过程中,采用EDTA和柠檬酸同时作为络合剂进行络合反应所制备的凝胶,能在较低的温度(600℃)下生成按化学计量配比的钙钛矿晶体La0.6Sr0.4Co0.4Fe0.6O3,800℃下煅烧的粉体粒子仅为20～30nm,粒子大小较一致,团聚体较少,呈球形。进一步测试其电化学性能,采用该粉体制备阴极的阳极支撑型SOFC纽扣电池(GDC+Ni GDC LSCF)具有较高的性能,以氢气为燃料,空气为氧化剂,在700℃、750℃工作温度下,最大功率密度分别为0.72 W cm-2,0.85 W cm-2,与相同条件下采用柠檬酸单一络合法制备的LSCF粉体相比,电性能有明显提高,其最大功率在700℃、750℃下分别只有0.22 W cm-2、0.46 W cm-2。

稀土氧化物LSCO/YSZ的XRD和XPS研究

采用常规固相反应法制备了不同Sr掺杂量的钙钛矿氧化物La1 -xSrxCoO3材料。测试了该材料的XRD和XPS谱 ,研究了不同热处理工艺对La1 -xSrxCoO3材料平均晶粒度的影响 ,研究了不同Sr掺杂量的La1 -xSrxCoO3阴极材料表面的化学状态。结果表明 ,当热处理温度在90 0～ 12 0 0℃时 ,平均晶粒度较大 ,有利于形成多孔电极。随着Sr掺杂量的增加 ,La(3d5/2 ) ,Co(2p3/2 )的结合能下降 。

La_(0.6)Ce_(0.4)Mn_(1-y)Fe_yO_3微波吸收特性

用溶胶-凝胶法制备了La0.6Ce0.4Mn1-yFeyO3（y=0.00,0.12,0.14,0.16,0.18）样品。用微波矢量网络分析仪测试了该样品在2-18 GHz微波频率范围的复介电常数、复磁导率,根据测量数据计算了电磁损耗角正切及微波反射率与频率的关系。结果表明,当B位掺入铁元素时,样品吸收峰值增大,有效吸收频带增宽,在y=0.14时,样品微波吸收效果最好。当样品厚度为2.00 mm,y=0.14时,吸收峰值为38dB,10 dB以上频带宽度达4.1 GHz。初步探讨了该材料的电磁损耗机理,发现损耗吸收来自磁损耗和介电损耗的共同作用,吸收峰所在频率介于介电损耗角正切最大值与磁损耗角正切最大值对应的频率之间,即在12.7 GHz附近。对样品的电阻率测试表明,其室温范围内电导在半导体范围内,有利于降低微波在样品表面的反射率。

Dy掺入对La_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3体系磁性的影响

通过M-T、M-H曲线的测量,研究Dy掺入对La0.7Sr0.3CoO3体系磁性的影响。结果表明,随着Dy含量的增加,样品Tc降低、M值减弱、矫顽力增强,并出现低温下M随着T的降低继续增大的反常现象。研究表明,体系磁性的变化来源于Dy掺入引起晶格参数的改变和磁环境的改变,以及Dy离子诱导的Co离子自旋态的转变。

Sm_(0.5)Sr_(0.5)Co_(0.4)M_(0.6)O_3(M=Co,Mn,Fe)作为IT-SOFCs阴极的结构与性能

通过X射线衍射(XRD)、热重、热膨胀、电导率以及交流阻抗等测试方法,研究了Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3(M=Co,Mn,Fe;分别简写为SSCC,SSCM,SSCF)作为中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFCs)阴极的结构与性能.研究表明,固相法合成的Sm0.5Sr0.5Co0.4M0.6O3均为正交钙钛矿型结构,材料的结构参数和性能都与M元素半径及M—O的键能有关.晶胞参数随着Co、Mn、Fe的顺序增大.材料的氧空位浓度、热膨胀系数、电导率、电极催化活性随着Co、Fe、Mn的顺序降低.同时由于SSCM较低的氧空位浓度,使得电极反应受到氧在电极内的扩散过程控制,具有较差的电极催化性能,而SSCC和SSCF较高的氧空位浓度,电极反应同时受到电极表面氧还原反应和氧离子在电极中的扩散过程混合控制.由于SSCF具有较高的氧扩散系数,使得700℃以上SSCF电极表面氧还原电阻(ASR)也低于SSCC的,因而出现了SSCF的总电极催化活性高于SSCC的现象.

La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_3(y=0.2,0.8)复合氧化物混合导电性能研究

采用甘氨酸-硝酸盐（GNP）法制备了La0．6Sr0．4Co1-yFeyO3（y=0．2，0．8）g合氧化物，研究了材料的结构、电子-离子混合导电性能及其相关性。结果表明，La0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0．2，0．8）合成粉料的颗粒细小均匀（～100nm），陶瓷形成菱形六面体钙钛矿结构。与La0．6Sr0．4Co0．2Fe0．8O3（y=0．8）陶瓷相比，La0.6Sr0.4Co0．8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷的晶粒尺寸大、致密度较高。在La0.6Sr0.4Co0．8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷中观察到Co^3＋离子歧化对电子导电性能的影响。与La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3（y=0．8）陶瓷相比，La0.6Sr0.4Co0.8Fe0．2O3（y=0．2）陶瓷具有更优异的电子-离子混合导电性能，材料在混合导电性能上的差异与其电子结构和显微结构紧密相关。