SrCe-,1-x-Er-,x-O-,3-α-陶瓷的合成及其電性能研究.pdf

1、高溫質(zhì)子導(dǎo)體可用于燃料電池、氣體傳感器、膜分離器和反應(yīng)器等能源變換和多種電化學(xué)裝置中，具有廣泛的應(yīng)用前景。1wahara等首先發(fā)現(xiàn)AB03鈣鈦礦型化合物具有質(zhì)子導(dǎo)電性，已引起了人們極大的關(guān)注。在AB03鈣鈦礦型化合物中，以某些三價(jià)陽離子摻雜的SrCeO3(SrCe1-yMy03-α:M是一些三價(jià)稀土金屬陽離子；y是摻雜稀士離子的濃度，通常小于0．2；α是每個(gè)單位分子式的氧缺陷濃度，它決定于摻雜劑量和周圍氣氛等)顯示出較高的質(zhì)子導(dǎo)電性，在

2、一定的條件下，還具有某種程度的氧離子導(dǎo)電性，因而倍受人們青睞。 本研究以高溫固相反應(yīng)法及溶膠．凝膠法合成了質(zhì)子導(dǎo)電性陶瓷SrCe1-xErx03-α(x=O．05，O．10，O．15，O．20)。粉末XRD結(jié)果表明，陶瓷樣品為單一鈣鈦礦型斜方晶結(jié)構(gòu)。以陶瓷樣品為固體電解質(zhì)、多孔性鉑為電極，分別采用交流阻抗譜技術(shù)和氣體濃差電池方法測定了樣品在600～1000℃下、各種氣氛中的電導(dǎo)率及離子遷移數(shù)；對該系列陶瓷的離子導(dǎo)電性質(zhì)及其與摻雜

3、量之間的關(guān)系進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明：(1)在濕潤氫氣氣氛中，摻雜量x=O．05的陶瓷幾乎是一個(gè)純的質(zhì)子導(dǎo)體，其它樣品在600～800℃范圍是一個(gè)純的質(zhì)子導(dǎo)體，在900℃以上的高溫下是質(zhì)子與電子的混合導(dǎo)體。各樣品的質(zhì)子電導(dǎo)率達(dá)到O．0lS．cm～；(2)在干燥空氣氣氛中，陶瓷樣品為氧離子和電子孔穴的混合導(dǎo)體；(3)在潮濕空氣氣氛中，陶瓷樣品為質(zhì)子、氧離子和電子孔穴的混合導(dǎo)體。(4)摻雜離子濃度x對樣品的導(dǎo)電性質(zhì)有著顯著影響；在該系列陶