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氧化钇掺杂锆铈酸钡质子导体的制备及性能研究

江虹 , 郭瑞松 , 徐江海 , 高沿英 , 邓雅平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12085

采用高温固相法制备了钇掺杂锆铈酸钡(BaZr_0.90-xCe_xY_0.10O_3-δ, x=0.09、0.18、0.27)(即BZCY系列)前驱体粉末, 研究了烧结性能和电导率. 结果表明, 在所研究的组成范围内, x=0.27(即C3)试样为最佳. 再进一步通过优化烧结助剂ZnO添加量以提高试样的烧结性能及电化学性能. 实验表明, ZnO能够与前驱体发生固溶取代反应, 有效地提高了样品烧结性能. 随着ZnO添加量的增加, 试样烧结致密度提高, 但直流电导率先增大后减小. 当ZnO添加量为2mol%(C3-Z2)时, 试样具有最高的直流电导率, 800℃在湿H₂中电导率可达9.27 mS/cm. C3-Z2试样的XRD衍射峰与BaCeO₃、BaZrO₃标准衍射峰相比出现一定角度的偏移, 而与BaCe_0.4Zr_0.6O₃的标准图谱相对吻合较好.

关键词: BaZrO₃; BaCeO₃; 质子导体; 电导率; 烧结助剂

氧化钇掺杂锆铈酸钡质子导体的制备及性能研究

江虹 , 郭瑞松 , 徐江海 , 高沿英 , 邓雅平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12085

采用高温固相法制备了钇掺杂锆铈酸钡(BaZr0.90-xCexY0.10O3-δ,x=0.09、0.18、0.27)(即BZCY系列)前驱体粉末,研究了烧结性能和电导率.结果表明,在所研究的组成范围内,x=0.27(即C3)试样为最佳.再进一步通过优化烧结助剂ZnO添加量以提高试样的烧结性能及电化学性能.实验表明,ZnO能够与前驱体发生固溶取代反应,有效地提高了样品烧结性能.随着ZnO添加量的增加,试样烧结致密度提高,但直流电导率先增大后减小.当ZnO添加量为2mol％(C3-Z2)时,试样具有最高的直流电导率,800℃在湿H2中电导率可达9.27 mS/cm.C3-Z2试样的XRD衍射峰与BaCeO3、BaZrO3标准衍射峰相比出现一定角度的偏移,而与BaCe0.4Zr0.6O3的标准图谱相对吻合较好.

关键词: BaZrO3 , BaCeO3 , 质子导体 , 电导率 , 烧结助剂

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