作為氧離子導(dǎo)體固態(tài)電解質(zhì)的一員,氧化鈰基材料由于其在中溫條件（600⁸00^°C）下優(yōu)異的離子導(dǎo)電性引起了研究人員的極大興趣。但是,該材料的大規(guī)模應(yīng)用需要解決以下問題:在低氧分壓和高溫下,氧化鈰會(huì)發(fā)生Ce⁴⁺向Ce³⁺的還原,導(dǎo)致電子電導(dǎo);晶粒尺寸對(duì)總電導(dǎo)率的影響存在爭議;對(duì)于放電等離子燒結(jié)（SPS）對(duì)氧化鈰基材料的離子電導(dǎo)率的影響沒有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),常規(guī)的對(duì)氧化鈰的改性主要圍繞在單摻雜。本文針對(duì)以上問題,進(jìn)行了如下研究:采用共沉淀法制備了納米尺度的SDC20粉末,通過控制燒結(jié)溫度,制備了晶�？缍葹�128⁵33 nm的樣品,研究了晶粒尺寸對(duì)電導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明,在該晶粒尺寸范圍內(nèi),晶粒電導(dǎo)率和總晶界電導(dǎo)率隨晶粒的長大而增加,比晶界電導(dǎo)率隨晶粒的長大而下降,樣品的總電導(dǎo)率最終隨晶粒的生長而增加,并且在1200^°C下燒結(jié)的晶粒尺寸為233 nm的樣品擁有最佳電導(dǎo)率,在650^°C時(shí)為1.53×10^-2 S/cm。通過控制S... 

【文章來源】：昆明理工大學(xué)云南省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幾種典型固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨溫度的變化[1]

第一章緒論7圖1.3鈉--氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)示意圖（藍(lán)球代表流動(dòng)鈉離子，紅球和黃球分別代表氧原子和鋁原子）Fig.1.3Schematicdiagramofthecrystalstructureofsodiumβ-alumina(Bluesphererepresentsthemobilesodiumionandredsphereandyellowsphererepresentoxygenandaluminumatoms,respectively)1.1.3.2陰離子導(dǎo)體一般的陰離子導(dǎo)體通常是氧離子(O2-)或氟離子(F-)導(dǎo)體，例如，穩(wěn)定的氧化鋯和氟化鉛，它們的快離子導(dǎo)電性通常在出現(xiàn)在高溫下。這些導(dǎo)體通常具有螢石(CaF2)型結(jié)構(gòu)，其中陽離子占據(jù)面心立方結(jié)構(gòu)，陰離子(O2-或F-)位于四面體空隙中。穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)是氧化鋯與CaO或Y2O3之間的固溶體。當(dāng)溫度降低時(shí)，ZrO2的摻雜也有助于防止相轉(zhuǎn)變?yōu)榉橇⒎叫问�。用較低電荷的陽離子(如Ca2+或Y3+)取代某些Zr4+位有助于產(chǎn)生氧空位，并提高其高溫離子電導(dǎo)率。1.1.3.3非晶導(dǎo)體除了結(jié)晶的無機(jī)固體外，在非晶無機(jī)材料中也發(fā)現(xiàn)了超離子電導(dǎo)現(xiàn)象。通常，基于硫化物和鹵化物的玻璃電解質(zhì)在室溫下比氧化物具有更高的電導(dǎo)率。最為熟知的是Li+和Ag+導(dǎo)電玻璃，一種組成為0.7Li2S-0.3P2S5的Li+導(dǎo)電玻璃在25°C時(shí)

昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10在西門子-西屋公司設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中，摻有堿土和稀土氧化物的鑭錳氧化物(LaMnO3)以多孔管的形式作為基體，其它電池組分以層狀的形式沉積在其上。當(dāng)摻雜鍶時(shí)，LaMnO3表現(xiàn)出了金屬導(dǎo)電水平的電導(dǎo)率[14]。這一領(lǐng)域的最新發(fā)展涉及到降低燃料電池的溫度、降低材料的制造成本以及延電池長使用壽命等。目前研究的的重點(diǎn)是通過生產(chǎn)較薄的YSZ電解質(zhì)或更導(dǎo)電的CeO2或鎵酸鑭材料來降低電解質(zhì)電阻，采用改進(jìn)的混合導(dǎo)體增加電極活性(如采用La1–xSrxCoO3)，以及優(yōu)化電極微觀結(jié)構(gòu)。1.1.4.2傳感器對(duì)環(huán)境的監(jiān)測已成為有效控制排放的關(guān)鍵。相似的，對(duì)化學(xué)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)測有助于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行更密切的質(zhì)量控制。廉價(jià)微處理器的普及使得智能微系統(tǒng)的發(fā)展成為可能，智能微系統(tǒng)集傳感、驅(qū)動(dòng)和控制功能于一體。監(jiān)視數(shù)據(jù)的輸入微傳感器與微電子數(shù)據(jù)處理單元和輸出致動(dòng)器耦合，后者具有反應(yīng)和控制系統(tǒng)的能力(圖1.5)電化學(xué)微傳感器將化學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)化為易于測量、監(jiān)測和處理的電信號(hào)。離子和混合導(dǎo)電固體是這種發(fā)展的基本材料，因?yàn)樗鼈兛梢院苋菀椎匦⌒突�，例如薄膜形式，而且它們通�？梢栽诟邷鼗蚯致孕缘沫h(huán)境中運(yùn)行。傳感器的發(fā)展在很大程度上受到以下要求的驅(qū)動(dòng)：高靈敏度、高選擇性、短響應(yīng)時(shí)間、可重復(fù)性、長期穩(wěn)定性和長壽命、可逆性、尺寸和低成本。主要有電位傳感器、安培傳感器和電導(dǎo)傳感器。圖1.5將電化學(xué)傳感器和執(zhí)行器功能集成在固體電解質(zhì)管中的智能系統(tǒng)[14]Fig.1.5TheelectrochemicalsensorandactuatorfunctionsareintegratedintoanintelligentsysteminasolidelectrolytetubeSENSORACTUATOR

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]氧化釤摻雜氧化鈰納米材料的導(dǎo)電性[J]. 李澤彬,聶麗,姚有峰.  河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2010(03)
[2]多晶快離子導(dǎo)體的晶界性質(zhì)對(duì)其電導(dǎo)的影響[J]. 施劍林.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 1991(03)
[3]快離子導(dǎo)體[J]. 溫廷璉.  材料科學(xué)與工程. 1985(01)



本文編號(hào)：3489338