La_(1-x)Ca_xFeO_(3-δ)系阴极材料的GNP法合成及电性能研究

采用甘氨酸鄄硝酸盐(GNP)法合成了LaFeO3及La1-xCaxFeO3-δ(x=0.1￣0.5)系列粉体,用TG鄄DTA、XRD、TEM、SEM等对产物形成过程及微结构进行了表征。结果表明,所合成的系列样品均形成钙钛矿结构的单相固溶体。在x≤20mol%的Ca含量范围内,产物为正交钙钛矿结构;当x>30mol%时,转变为立方钙钛矿相。相同条件下产物的衍射峰强度、晶胞体积及晶粒尺寸都随Ca含量的增大而减小。采用直流四端子法测量了烧结体在中温(450￣800℃)区的电导率。掺杂使样品导电能力显著增强,电导率随Ca2+掺入量的增大先增大后减小,La0.6Ca0.4FeO3-δ样品的电导率最高。在低温段,各样品的导电行为符合小极化子导电机制,导电活化能为13.67￣22.70kJ·mol-1。

La_(1-x)Sr_xFeO_(3-δ)系钙钛矿材料的表征和性能

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La1-xSrxFeO3-δ(x=0.0￣0.6)系列粉体。用FTIR、TG-DTA、XRD等对产物形成过程及结晶学特征进行了研究,考察了合成样品与Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC)的化学相容性;利用碘滴定法测定了该系列产物中Fe元素的平均表观化合价和氧的非化学计量值。结果表明,所合成的系列样品均形成具有ABO3型结构的钙钛矿固溶体。随A位取代Sr含量的增加,IR谱图上560cm-1附近B-O键伸缩振动的红外吸收峰蓝移,意味着钙钛矿产物中Fe-O键的共价性成分增强。实验还发现,Fe元素的平均化合价先随样品中Sr含量的增加而升高,并以La0.6Sr0.4FeO3-δ样品达最高,而后降低;样品中氧的非化学计量值则随掺Sr量的增加单调增大。四探针法电导测量结果表明,在x≤0.4时,La1-xSrxFeO3-δ系列陶瓷烧结体在中温(450￣800℃)区的电导率,随Sr掺入量的增大而增大,La0.6Sr0.4FeO3-δ样品的电导率最高,进一步增大Sr含量导电性能变差。在低温段,样品的导电行为符合小极化子导电机制。该系列材料与SDC电解质材料具有良好的化学相容性。