Al 2 O 3 的添加对SDC20/Al 2 O 3 复相陶瓷导电性能的影响

发布时间：2023-04-16 22:12

　　掺杂CeO₂基固态电解质是一种具有萤石型结构的氧离子导体,因其在中低温范围内具有较高的离子电导率,作为氧化物燃料电池传统电解质YSZ(氧化钇稳定的氧化锆)的替代材料,目前已被广泛研究。本文通过在20mol%的Sm掺杂的CeO₂(SDC20)中加入Al₂O₃,制备了具有纳米尺度的SDC20/Al₂O₃复相陶瓷,并研究了Al₂O₃的添加对SDC20/Al₂O₃复相电解质导电行为的影响。首先通过共沉淀法制备SDC20粉末,然后通过机械球磨法将Al₂O₃按不同的掺杂比例和SDC20粉末混合均匀,并经过压片、烧结制备成SDC20/Al₂O₃复相陶瓷。经过XRD测试分析表明,SDC20粉末和SDC20/Al₂O₃粉末的物相中只出现了具有萤石型结构的Ce...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 固态电解质的概述
    1.3 氧离子导体固态电解质的分类
        1.3.1 ZrO₂基固态电解质材料
        1.3.2 Bi₂O₃基固态电解质材料
        1.3.3 LaGaO₃基电解质材料
        1.3.4 CeO₂基固态电解质材料
    1.4 掺杂CeO₂基固态电解质的导电机制及研究现状
        1.4.1 影响掺杂CeO₂基固态电解质电导率的因素
        1.4.2 提高掺杂CeO₂基固态电解质的电导率的方法
        1.4.3 掺杂CeO₂基固态电解质的研究现状
    1.5 掺杂CeO₂/Al₂O₃复相陶瓷的导电机制及研究现状
        1.5.1 掺杂CeO₂/Al₂O₃复相陶瓷的概述
        1.5.2 掺杂CeO₂/Al₂O₃复相陶瓷的研究现状
    1.6 本文的选题依据、研究内容及创新点
        1.6.1 选题依据
        1.6.2 研究内容及创新点
第二章 材料制备及表征
    2.1 实验所用药品及仪器
        2.1.1 原料
        2.1.2 仪器设备
    2.2 实验材料制备流程及工艺参数
        2.2.1 SDC20/Al₂O₃陶瓷样品的制备流程
        2.2.2 粉末样品的制备
        2.2.3 陶瓷样品的制备
    2.3 样品的表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)分析
        2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.3.3 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.3.4 直流法电导率测试
        2.3.5 电化学阻抗谱法电导率测试
        2.3.6 离子迁移率测试
        2.3.7 SDC20/Al₂O₃陶瓷样品的密度分析
        2.3.8 维氏硬度(HV)测试
第三章 Al₂O₃的掺量对SDC20/Al₂O₃复相陶瓷导电行为的影响
    3.1 引言
    3.2 SDC20粉末样品的物相分析
    3.3 SDC20/Al₂O₃粉末样品的物相分析
    3.4 SDC20/Al₂O₃片状陶瓷样品的物相分析
    3.5 SDC20/Al₂O₃片状陶瓷样品的微观形貌分析
    3.6 不同掺量的Al₂O₃对SDC20/Al₂O₃片状陶瓷样品烧结密度的影响
    3.7 SDC20/Al₂O₃片状陶瓷样品的导电行为测试
        3.7.1 电化学阻抗谱法电导率测试
        3.7.2 直流电导率测试
        3.7.3 离子迁移数测试
    3.8 维氏显微硬度测试
    3.9 本章小节
第四章 烧结温度对SDC20/Al₂O₃导电行为的影响
    4.1 引言
    4.2 不同的烧结温度对SDC20/Al₂O₃陶瓷物相的影响
    4.3 不同的烧结温度对SDC20/Al₂O₃陶瓷样品微观结构的影响.
    4.4 不同的烧结温度对SDC20/Al₂O₃陶瓷样品致密度的影响
    4.5 不同的烧结温度对SDC20/Al₂O₃陶瓷样品电化学性能的影响
    4.6 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录：攻读硕士学位期间发表论文



本文编号：3791980