共沉淀法結合共沸蒸餾制備鍶鎂摻雜鎵酸鑭固體電解質.pdf

1、具有鈣鈦礦結構的鍶鎂摻雜鎵酸鑭La1-xSrxGa1-yMgyO3-δ(簡寫為LSGM)是一種優(yōu)良的氧離子導體。它在中溫下具有較高的離子電導率和化學穩(wěn)定性,是一種具有廣闊應用前景的固體氧化物燃料電池的電解質材料。傳統(tǒng)的制備方法是固相反應法,此方法操作簡單,但是需要反復的研磨和長時間的高溫燒結,而且制備的粉體顆粒較大、且粒度分布不均勻,同時還會產(chǎn)生許多雜相,影響電解質的性能。濕化學法是目前研究較多的制備LSGM的方法。與固相法相比,濕化學

2、法具有混合均勻、煅燒溫度低等優(yōu)點,可以得到性能更優(yōu)的LSGM電解質。
　　 本文采用共沉淀法結合共沸蒸餾技術制備了不同Sr、Mg摻雜量的LaGaO3前驅體粉末,然后將前驅體粉末在不同的溫度下煅燒,煅燒后的粉體經(jīng)等靜壓成型、燒結即得到相應的燒結體。通過TG-DSC、XRD等對前軀體和煅燒后的粉體進行表征,以確定粉體的組成和物相隨溫度的變化情況。然后對燒結體進行SEM、EDS等表征,以確定燒結體的組成和微觀結構。通過交流阻抗測試和等

3、效電路擬合,研究燒結體的電學性能。結果表明:
　　 (1)以金屬硝酸鹽為原料,碳酸銨為沉淀劑,采用共沉淀法結合共沸蒸餾技術制備了不同Sr、Mg摻雜量的LSGM前軀粉體。XRD結果表明,前驅粉體在1000℃下煅燒2 h即可產(chǎn)生鈣鈦礦相。隨著煅燒溫度的升高,樣品中的雜相逐漸減少。當煅燒溫度升高到1400℃時,就可以得到較純的鎵酸鑭相,這種方法比固相合成法降低了100℃。
　　 (2)采用共沸蒸餾技術可以有效的減小粉體顆粒間的

4、團聚,得到顆粒較細且分布均勻的白色疏松粉末。通過TEM表征可知,共沸蒸餾后粉體的顆粒大小約為4～6 nm,且粒度分布均勻,分散性良好。隨著煅燒溫度的升高,粉體顆粒逐漸增大,在1000℃下煅燒后,粉體顆粒大小約為116 nm。
　　 (3)采用交流阻抗法研究了LSGM電解質的電導率。研究結果表明:對于同一種燒結體,晶粒電導率、晶界電導率和總電導率都隨燒結溫度和測試溫度的升高而逐漸增大,燒結溫度為1500℃時達到最大值。對于組成不同