超晶格(SrTiO 3 /ZrO 2 :8 mol%Y 2 O 3 /Ce 0.9 Gd 0.1 O 2-δ ) N 电
发布时间：2021-01-14 02:06
利用脉冲激光沉积技术（PLD）,在A1203单晶片上依次溅射沉积SrTi03（STO）、ZrO2:8 mol%Y2O3（YSZ）和 Ce0.9Gd0.1O2-δ（GDC）,制备周期数 N=1、4、6、10、20的（STO/YSZ/GDC）N电解质,并通过设置不同的激光溅射次数来控制每层电解质的厚度使得（STO/YSZ/GDC）N电解质总厚度为300nm。实验第一部分研究了衬底温度（600℃-750℃）对STO/YSZ/GDC电解质样品的微观形貌及电学特性的影响,给出了制备STO/YSZ/GDC电解质的最佳衬底温度;第二部分讲述了退火温度对（STO/YSZ/GDC）N电解质样品晶体结构的影响,给出了制备（STO/YSZ/GDC）N电解质的最佳退火工艺;第三部分研究了STO/YSZ/GDC厚度配比为1:1:1的超晶格（STO/YSZ/GDC）N电解质的特性;第四部分研究了 STO/YSZ/GDC厚度配比为1:1:2的超晶格（STO/YSZ/GDC）N电解质的特性,探索了厚度配比对超晶格（STO/YSZ/GDC）N电解质的影响。本实验使用扫描电子显微镜（SEM）观察（STO/YSZ/GDC）...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．３?ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ电解质薄膜的ＥＤＸ能谱??Ｆｉｇ．３．３?ＥＤＸ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｆｉｌｍ??
为了研究退火温度对超晶格电解质的影响，我们将沉积完成后的巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品放??入退火炉中，设置热处理温度为６５０、７００、７５０、８００°Ｃ在空气气氛下退火处理口Ｏｍｉｎ。??图４．１就是样品（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４经不同温度（６５０‘Ｃ－８００°Ｃ）热处理后的表面ＳＥＭ形貌??图，图ａ为样品在退火温度为６５０‘Ｃ时的ＳＥＭ表面形貌图，图中显示（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品??表面有孔洞的存在。随着退火温度的升商，晶粒间的孔隙明显缩小、薄膜上的孔洞也同时消??失、晶粒的大小趋于一致。说明随着热处理温度的提高，样品（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４的结晶度有所??提高，样品的致密性得到增强。其原理为随着热处理温度的提高电解质中的原子动能变大使??得原子的迁移率上升，同时那些附着力低的原子会再次逸出使原子之间的错位得到修复。??画圓??■１１??（ａ）?６５０°Ｃ?（ｂ）?７〇｛ｒＣ?似?７５０‘Ｃ?（ｄ）８００°Ｃ??图４．１不同退火温度下的超晶格（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４电解质的表面ＳＥＭ??Ｆｉｇ．４．１?ＳＥＭ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｖｉｅｗｓ?ｏｆ?（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４?ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??图４．２是（ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ＞样品经不同温度退火后的ＳＥＭ截面图，图（ａ）是??（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４电解质在空气气氛下温度保持在６５０°Ｃ退火１２０ｍｉｎ的截面ＳＥＭ国
ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??４．２．２超晶格（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４电解质的截面ＴＥＭ分析??图４．３是厚度比为１：１：１的巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品在退火温度为８００°Ｃ时的截面ＴＥＭ图，??从ＴＥＭ图中能清楚地观察到电解质的超晶格结构，同时还能观察到巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品的??界面分层明显，共有四个周期。各层电解质之间的连接比较紧密且所有单层电解质的厚度大??致相同，说明了巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４薄膜样品的各层么间并没有发生扩散现象。??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]面心立方和亚稳液相Au的原子状态及物理性质与温度变化关系的Debye-Grüneisen模型研究[J]. 陶辉锦,谢佑卿,刘锐锋,彭红建,余方新,李晓波. 稀有金属. 2006(05)
[2]脉冲激光沉积技术制备薄膜锂电池[J]. 赵胜利,文九巴,樊丽梅,秦启宗. 功能材料. 2006(02)
[3]固体氧化物燃料电池发展及展望[J]. 韩敏芳,尹会燕,唐秀玲,彭苏萍. 真空电子技术. 2005(04)
[4]脉冲激光沉积（PLD）薄膜技术的研究现状与展望[J]. 戢明,宋全胜,曾晓雁. 真空科学与技术. 2003(01)
[5]SOFC电解质薄膜YSZ制备技术[J]. 韩敏芳,李伯涛,彭苏萍,刘丽俭. 电池. 2002(03)
[6]中温固态氧化物燃料电池[J]. 孟广耀,付清溪,彭定坤. 太阳能学报. 2002(03)
[7]固体氧化物燃料电池研究进展[J]. 于兴文,黄学杰,陈立泉. 电池. 2002(02)
[8]激光物理气相沉积Al2O3薄膜[J]. 马捷,翟乐恒,徐信夫. 北京工业大学学报. 1998(03)
博士论文
[1]中温固体氧化物燃料电池材料制备及性能研究[D]. 刘荣辉.昆明理工大学 2007
硕士论文
[1](GDC/YSZ)N超晶格电解质薄膜的制备及其电学性能[D]. 许彦彬.内蒙古大学 2016
[2]磁控溅射镀制Al2O3薄膜及其应用[D]. 张继凯.西安工业大学 2010
[3]GDC/YSZ多层电解质薄膜结构、电学性能与稳定性研究[D]. 孟昕.大连理工大学 2010
[4]中温固体氧化物燃料电池CeO2基复合电解质材料的制备及性能研究[D]. 易光宇.吉林大学 2006
[5]LSGM电解质/阳极界面产物的性能研究[D]. 于智勇.内蒙古大学 2003
本文编号：2975992
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：46 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３．３?ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ电解质薄膜的ＥＤＸ能谱??Ｆｉｇ．３．３?ＥＤＸ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ｆｉｌｍ??
为了研究退火温度对超晶格电解质的影响，我们将沉积完成后的巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品放??入退火炉中，设置热处理温度为６５０、７００、７５０、８００°Ｃ在空气气氛下退火处理口Ｏｍｉｎ。??图４．１就是样品（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４经不同温度（６５０‘Ｃ－８００°Ｃ）热处理后的表面ＳＥＭ形貌??图，图ａ为样品在退火温度为６５０‘Ｃ时的ＳＥＭ表面形貌图，图中显示（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品??表面有孔洞的存在。随着退火温度的升商，晶粒间的孔隙明显缩小、薄膜上的孔洞也同时消??失、晶粒的大小趋于一致。说明随着热处理温度的提高，样品（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４的结晶度有所??提高，样品的致密性得到增强。其原理为随着热处理温度的提高电解质中的原子动能变大使??得原子的迁移率上升，同时那些附着力低的原子会再次逸出使原子之间的错位得到修复。??画圓??■１１??（ａ）?６５０°Ｃ?（ｂ）?７〇｛ｒＣ?似?７５０‘Ｃ?（ｄ）８００°Ｃ??图４．１不同退火温度下的超晶格（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４电解质的表面ＳＥＭ??Ｆｉｇ．４．１?ＳＥＭ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｖｉｅｗｓ?ｏｆ?（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４?ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??图４．２是（ＳＴＯ／ＹＳＺ／ＧＤＣ＞样品经不同温度退火后的ＳＥＭ截面图，图（ａ）是??（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４电解质在空气气氛下温度保持在６５０°Ｃ退火１２０ｍｉｎ的截面ＳＥＭ国
ｓｕｐｅｒｌａｔｔｉｃｅ?ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ａｎｎｅａｌｉｎｇ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ??４．２．２超晶格（ＳＴ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４电解质的截面ＴＥＭ分析??图４．３是厚度比为１：１：１的巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品在退火温度为８００°Ｃ时的截面ＴＥＭ图，??从ＴＥＭ图中能清楚地观察到电解质的超晶格结构，同时还能观察到巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４样品的??界面分层明显，共有四个周期。各层电解质之间的连接比较紧密且所有单层电解质的厚度大??致相同，说明了巧Ｔ０／ＹＳＺ／ＧＤＣ）４薄膜样品的各层么间并没有发生扩散现象。??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]面心立方和亚稳液相Au的原子状态及物理性质与温度变化关系的Debye-Grüneisen模型研究[J]. 陶辉锦,谢佑卿,刘锐锋,彭红建,余方新,李晓波. 稀有金属. 2006(05)
[2]脉冲激光沉积技术制备薄膜锂电池[J]. 赵胜利,文九巴,樊丽梅,秦启宗. 功能材料. 2006(02)
[3]固体氧化物燃料电池发展及展望[J]. 韩敏芳,尹会燕,唐秀玲,彭苏萍. 真空电子技术. 2005(04)
[4]脉冲激光沉积（PLD）薄膜技术的研究现状与展望[J]. 戢明,宋全胜,曾晓雁. 真空科学与技术. 2003(01)
[5]SOFC电解质薄膜YSZ制备技术[J]. 韩敏芳,李伯涛,彭苏萍,刘丽俭. 电池. 2002(03)
[6]中温固态氧化物燃料电池[J]. 孟广耀,付清溪,彭定坤. 太阳能学报. 2002(03)
[7]固体氧化物燃料电池研究进展[J]. 于兴文,黄学杰,陈立泉. 电池. 2002(02)
[8]激光物理气相沉积Al2O3薄膜[J]. 马捷,翟乐恒,徐信夫. 北京工业大学学报. 1998(03)
博士论文
[1]中温固体氧化物燃料电池材料制备及性能研究[D]. 刘荣辉.昆明理工大学 2007
硕士论文
[1](GDC/YSZ)N超晶格电解质薄膜的制备及其电学性能[D]. 许彦彬.内蒙古大学 2016
[2]磁控溅射镀制Al2O3薄膜及其应用[D]. 张继凯.西安工业大学 2010
[3]GDC/YSZ多层电解质薄膜结构、电学性能与稳定性研究[D]. 孟昕.大连理工大学 2010
[4]中温固体氧化物燃料电池CeO2基复合电解质材料的制备及性能研究[D]. 易光宇.吉林大学 2006
[5]LSGM电解质/阳极界面产物的性能研究[D]. 于智勇.内蒙古大学 2003
本文编号：2975992
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/2975992.html
