致密高温质子导电陶瓷SrCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)的制备

采用溶胶-凝胶法制备了粒径为30-60nm的SrCeo0.9Y0.1O3-a超细粉，并用此粉体制得了致密高温质子导电陶瓷，研究了成型压力对素坯的影响，陶瓷的烧结行为及微观结构。结果表明：当成型压力为20～250MPa时，素坯的相对密度会呈现峰值（54．25％）；根据陶瓷的线性收缩率的变化趋势，将烧结分为烧结初期（＜1150℃），烧结中期（1150～1250℃）和烧结后期（＞1250℃）3个阶段；采用RCS（速控烧结）烧结制度在较短的烧结时间里获得相对密度为98％且平均晶粒尺寸小于1μm的致密陶瓷；SEM观察发现陶瓷断口的孔洞中出现了新物相，推测其主要成分可能是SrCO3。

Ba_(0.95)Ce_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)固体氧化物的离子导电性及其燃料电池性能

以Ba0 .95Ce0 .9Y0 .1O3-α氧化物陶瓷为固体电解质 ,以多孔性Pt为电极材料 ,分别组成氢、氧浓差电池和氢_空气燃料电池 ,测定了 6 0 0～ 10 0 0℃范围内的浓差电池电动势 ,燃料电池的放电性能和电极极化性能 .结果表明 ,Ba0 .95Ce0 .9Y0 .1O3-α在氢气氛中几乎是一个纯质子导体 ,在氧气氛中是氧离子与电子空穴的混合导体 ,氧离子迁移数在 0 .3～ 0 .5之间 ,在氢_空气燃料电池条件下显示出混合离子 (质子 +氧离子 )导电性 ,总离子迁移数大于 0 .9.该燃料电池性能良好 ,Pt电极极化性能很小 ,最大输出电流密度为 6 80mA·cm- 2 (10 0 0℃ ) ,最大输出功率密度为 16 0mW·cm- 2 (10 0 0℃ ) .

Ba_(0.98)Ce_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)固体电解质的离子导电性

用高温固相反应法制备了非化学计量性固体电解质Ba0 .98Ce0 .9Y0 .1O3 -α,分别用氢浓差电池及氧浓差电池方法研究了在 60 0～ 10 0 0℃范围Ba0 .98Ce0 .9Y0 .1O3 -α的离子导电特性。结果表明 ,Ba0 .98Ce0 .9Y0 .1O3 -α固体电解质在氢气气氛中几乎为纯质子导体 。

Ba0.95Ce0.9Y0.1O3—α固体氧化物燃料电池性能

以Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α为固体电解质，Pt为电极，组成氢－空气燃料电池，测定了该电池600－1000℃下电流－电压特性、电极极化特性和电解质中各电荷载流子（质子、氧离子、电子空穴）迁移数及其电导率。实验表明，该电池放电性能良好，能稳定地输出电能，1000℃时的最大输出电流密度为680mA·cm^-2。正、负Pt电极极化特性很小，放电时的电压耗损主要由电解质电阻产生。在氢－空气燃料电池条件下，Ba0.95Ce0.9Y0.1O3-α显示混合离子（质子＋氧离子）导电性。随着温度升高，质子迁移数减小而氧离子迁移数增大，当温度为780℃时，质子和氧离子迁移数相同（0．46），在低于780℃时，质子电导占优势，而在高于780℃时，氧离子电导占优势。

高温质子导体Ba(Ce_(0.8)Zr_(0.2))_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ)的合成与性能

采用低温燃烧法合成掺Zr的新型高温质子导体Ba(Ce0.8Zr0.2)0.9Y0.1O3-δ陶瓷粉体。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜以及激光粒度仪分别对粉体的晶型、微观形貌和粒度分布进行分析。通过控制柠檬酸用量与金属离子摩尔总量的比,直接制备出具有斜方晶钙钛矿结构的纯Ba(Ce0.8Zr0.2)0.9Y0.1O3-δ超细粉体,且粉体粒度分布均匀,平均粒径为5.55μm。粉体烧结性能实验结果表明,粉体在1 200℃发生烧结,在1 300℃下烧结致密,相对密度达到94.32%。

不同粉料制备Nd∶(Y_(0.9)La_(0.1))_2O_3透明陶瓷及其性能

分别采用液相法和固相法制备的纳米粉,制得透明性良好的Nd∶(Y0.9La0.1)2O3透明陶瓷,并测试了各样品的结构,光谱及光学性能.结果表明:该陶瓷具有相同的光谱性能;但液相法复合纳米粉制备的透明陶瓷光学性能优于固相反应法制备的透明陶瓷;固相反应法制备的透明陶瓷,由于有部分La2O3分布不均,易导致晶粒生长不均匀和残留少量气孔;长时间球磨混料,也不利于样品性能的提高.

BaCe0.9Y0.1O3—α固体电解质的离子导电性

用交流复阻抗谱法测定了混合离子(质子+氧离子)导电性固体电解质BaCe0.9Y0.1O3-α在600～1000℃下不同气氛(干燥空气、湿润空气及湿润氢气)中的电导率;通过测定总电导率(离子电导率+电子电导率)随气氛中氧分压Po2变化,求得离子电导率和离子迁移数;用氢浓差电池方法测得氢气中的质子迁移数.结果表明,BaCe0.9Y0.1O3-α固体电解质在氧分压＜10 Pa的气氛(如氢气)中几乎为纯离子导体,而在氧分压为10～105Pa的气氛(如空气)中为离子和电子空穴混合导体;样品在各气氛中的离子电导率均高于10-2 S·cm-1.

掺杂Y_2O_3对Ba_(0.92)Sr_(0.08)Ti_(0.9)Sn_(0.1)O_3介质瓷性能的影响

以BaCO3、SrCO3、SnO2和TiO2等为原料,Y2O3为掺杂剂,在不同温度下烧结,制得了Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3系介质瓷,通过SEM分析了Y2O3对试样的微观形貌的影响,测试了试样在1 kHz频率条件下试样的电容量C、介质损耗因数D和-25^+95℃试样的C和D,得到了试样在1 kHz频率下的居里温度TC及介电常数rε和介电损耗tanδ随温度的变化曲线。结果表明,在室温下,试样的rεt、anδ及介电常数变化率Δε/ε随着Y2O3加入量的增加,都是呈现先减小后增加的趋势;随着烧结温度的升高,rε呈上升趋势而tanδ呈下降趋势。最终得到了烧结温度为1 340℃,加入Y2O3摩尔分数为0.5%时,rε达最大值(3 774),tanδ达最小值(28×10-4),介电常数变化率为22.91%(25~85℃)的Ba0.92Sr0.08Ti0.9Sn0.1O3介质瓷。

BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-α)固体氧化物燃料电池电极极化性能的研究

以BaCe0.9Y0.1O3-α氧化物陶瓷为固体电解质,以多孔性Pt为电极材料,组成氢-空气燃料电池,用电流遮断法分别测定了600℃～1000℃范围燃料电池输出电流时的欧姆电位降和正负极的电极极化 结果表明,该燃料电池的优良性能与Pt电极很小的极化作用密切相关,正负极的电极极化皆随着温度的升高而变小。

烧结温度对Zn-Nb共掺Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷微结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Zn、Nb共掺杂Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结温度对陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明:样品为单一的四方相钙钛矿结构,随着烧结温度的增加,陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大,弥散相变系数(γ)先增加后减小。当陶瓷的烧结温度为1 280℃时,陶瓷的平均晶粒尺寸约为3μm、密度(6.0346g/cm^3)与γ(1.909 2)达到最大值,室温相对介电常数(ε_r)和介电损耗(tanδ)分别为14 849和0.37%。

Ni-BaCe_(0．9)Y_(0．1)O_(3-δ)金属陶瓷的氢渗透性能研究

研究了Ni-BaCe_(0.9)Y_(0.1)O_(3-δ)(Ni-BCY)金属陶瓷在600～750℃间的氢渗透性能.通过对具有不同体积比的Ni-BCY金属陶瓷样品的测试,发现Ni含量达到25%时就可以得到电子-质子混合导体,而体积比为30:70的样品具有最高的氢渗透速率.不同厚度样品的研究表明:对于Ni-BCY(40/60)体系,厚度在0.6mm左右及以上时氢的渗透以体扩散为主,而当厚度降至0.36mm及以下时改为表面控制为主.

烧结保温时间对Ba(Zr0．1Ti0.9)O3-Zn-Nb陶瓷微观结构与介电性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Y5V型Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-No陶瓷,通过XRD、SEM等分析检测手段对样品进行表征。研究了烧结保温时间对Ba(Zr_(0.1)Ti_(0.9))O_3-Zn-No陶瓷相组成、微观结构、介电性能及介电弛豫的影响。结果表明:样品均为单一钙钛矿结构,且随着烧结保温时间的增加,陶瓷晶粒尺寸与介电常数增大,弥散相变系数(y)先增加后减小。

Zr和Y双掺BaCeO_3薄膜增强避雷设施性能研究

采用溶胶-凝胶法,在铁基底上制备了Zr和Y掺杂的BaCeO3体系涂层薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和TEM,表征了其晶体结构、表面和断面形貌。XRD分析结果表明,制备的膜层以BaCe0.8Zr0.1Y0.1O3-a相为主;膜层表面SEM表征结果表明,涂层均匀,没有大的裂纹、孔洞等缺陷;膜层与基底断面的TEM表征结果表明,界面处两者匹配较好。在干燥和湿润空气条件下测量膜层材料电导率,湿润空气中膜层材料电导率较高,且温度越高其电导率越高。这种膜层适合作为避雷线的保护层,并能起到增强避雷线性能的作用。

铈、钇双掺杂钙钛矿型复合氧化物的合成及其在常压合成氨中的应用

采用溶胶 凝胶法合成了BaZr0.9Y0.1O3-δ(BZY),BaCe0.2Zr0.7Y0.1O3-δ(BCZY)固体电解质前驱体,并在1300℃烧结成致密陶瓷。采用热重差热分析(TG DTA),X射线衍射分析(XRD)及电镜测试(SEM,TEM)对样品进行了表征。并以烧结体样品为固体电解质、银钯作电极,测定了其在不同气氛和温度下的电导率。将该陶瓷用于固态质子传导电池中,在常压下以氮气和氢气为原料合成了氨气。结果表明,氨的比产率可达2.93×10-9mol·s-1·cm-2。