發(fā)布時(shí)間：2021-01-14 02:06

　　利用脈沖激光沉積技術(shù)（PLD）,在A1203單晶片上依次濺射沉積SrTi03（STO）、ZrO2:8 mol%Y2O3（YSZ）和 Ce0.9Gd0.1O2-δ（GDC）,制備周期數(shù) N=1、4、6、10、20的（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì),并通過設(shè)置不同的激光濺射次數(shù)來控制每層電解質(zhì)的厚度使得（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì)總厚度為300nm。實(shí)驗(yàn)第一部分研究了襯底溫度（600℃-750℃）對(duì)STO/YSZ/GDC電解質(zhì)樣品的微觀形貌及電學(xué)特性的影響,給出了制備STO/YSZ/GDC電解質(zhì)的最佳襯底溫度;第二部分講述了退火溫度對(duì)（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì)樣品晶體結(jié)構(gòu)的影響,給出了制備（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì)的最佳退火工藝;第三部分研究了STO/YSZ/GDC厚度配比為1:1:1的超晶格（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì)的特性;第四部分研究了 STO/YSZ/GDC厚度配比為1:1:2的超晶格（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì)的特性,探索了厚度配比對(duì)超晶格（STO/YSZ/GDC）N電解質(zhì)的影響。本實(shí)驗(yàn)使用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察（STO/YSZ/GDC）... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：46 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖３．３?ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ電解質(zhì)薄膜的ＥＤＸ能譜??Ｆｉｇ．３．３?ＥＤＸ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｆｉｌｍ??

為了研究退火溫度對(duì)超晶格電解質(zhì)的影響，我們將沉積完成后的巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４樣品放??入退火爐中，設(shè)置熱處理溫度為６５０、７００、７５０、８００°Ｃ在空氣氣氛下退火處理口Ｏｍｉｎ。??圖４．１就是樣品（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４經(jīng)不同溫度（６５０‘Ｃ－８００°Ｃ）熱處理后的表面ＳＥＭ形貌??圖，圖ａ為樣品在退火溫度為６５０‘Ｃ時(shí)的ＳＥＭ表面形貌圖，圖中顯示（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４樣品??表面有孔洞的存在。隨著退火溫度的升商，晶粒間的孔隙明顯縮小、薄膜上的孔洞也同時(shí)消??失、晶粒的大小趨于一致。說明隨著熱處理溫度的提高，樣品（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４的結(jié)晶度有所??提高，樣品的致密性得到增強(qiáng)。其原理為隨著熱處理溫度的提高電解質(zhì)中的原子動(dòng)能變大使??得原子的遷移率上升，同時(shí)那些附著力低的原子會(huì)再次逸出使原子之間的錯(cuò)位得到修復(fù)。??畫圓??■１１??（ａ）?６５０°Ｃ?（ｂ）?７〇｛ｒＣ?似?７５０‘Ｃ?（ｄ）８００°Ｃ??圖４．１不同退火溫度下的超晶格（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４電解質(zhì)的表面ＳＥＭ??Ｆｉｇ．４．１?ＳＥＭ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｖｉｅｗｓ?ｏｆ?（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４?ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??圖４．２是（ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ＞樣品經(jīng)不同溫度退火后的ＳＥＭ截面圖，圖（ａ）是??（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４電解質(zhì)在空氣氣氛下溫度保持在６５０°Ｃ退火１２０ｍｉｎ的截面ＳＥＭ國

ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??４．２．２超晶格（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４電解質(zhì)的截面ＴＥＭ分析??圖４．３是厚度比為１：１：１的巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４樣品在退火溫度為８００°Ｃ時(shí)的截面ＴＥＭ圖，??從ＴＥＭ圖中能清楚地觀察到電解質(zhì)的超晶格結(jié)構(gòu)，同時(shí)還能觀察到巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４樣品的??界面分層明顯，共有四個(gè)周期。各層電解質(zhì)之間的連接比較緊密且所有單層電解質(zhì)的厚度大??致相同，說明了巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４薄膜樣品的各層么間并沒有發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]面心立方和亞穩(wěn)液相Au的原子狀態(tài)及物理性質(zhì)與溫度變化關(guān)系的Debye-Grüneisen模型研究[J]. 陶輝錦,謝佑卿,劉銳鋒,彭紅建,余方新,李曉波.  稀有金屬. 2006(05)
[2]脈沖激光沉積技術(shù)制備薄膜鋰電池[J]. 趙勝利,文九巴,樊麗梅,秦啟宗.  功能材料. 2006(02)
[3]固體氧化物燃料電池發(fā)展及展望[J]. 韓敏芳,尹會(huì)燕,唐秀玲,彭蘇萍.  真空電子技術(shù). 2005(04)
[4]脈沖激光沉積（PLD）薄膜技術(shù)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 戢明,宋全勝,曾曉雁.  真空科學(xué)與技術(shù). 2003(01)
[5]SOFC電解質(zhì)薄膜YSZ制備技術(shù)[J]. 韓敏芳,李伯濤,彭蘇萍,劉麗儉.  電池. 2002(03)
[6]中溫固態(tài)氧化物燃料電池[J]. 孟廣耀,付清溪,彭定坤.  太陽能學(xué)報(bào). 2002(03)
[7]固體氧化物燃料電池研究進(jìn)展[J]. 于興文,黃學(xué)杰,陳立泉.  電池. 2002(02)
[8]激光物理氣相沉積Al2O3薄膜[J]. 馬捷,翟樂恒,徐信夫.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 1998(03)

博士論文
[1]中溫固體氧化物燃料電池材料制備及性能研究[D]. 劉榮輝.昆明理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1](GDC/YSZ)N超晶格電解質(zhì)薄膜的制備及其電學(xué)性能[D]. 許彥彬.內(nèi)蒙古大學(xué) 2016
[2]磁控濺射鍍制Al2O3薄膜及其應(yīng)用[D]. 張繼凱.西安工業(yè)大學(xué) 2010
[3]GDC/YSZ多層電解質(zhì)薄膜結(jié)構(gòu)、電學(xué)性能與穩(wěn)定性研究[D]. 孟昕.大連理工大學(xué) 2010
[4]中溫固體氧化物燃料電池CeO2基復(fù)合電解質(zhì)材料的制備及性能研究[D]. 易光宇.吉林大學(xué) 2006
[5]LSGM電解質(zhì)/陽極界面產(chǎn)物的性能研究[D]. 于智勇.內(nèi)蒙古大學(xué) 2003



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