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纳米Bi₂O₃-Y₂O₃快离子导体的制备

甄强 , 何伟明 , 刘建强 , 潘庆谊

无机材料学报

以共沉淀法制备的纳米(75mol％Bi₂O₃+25mol％Y₂O₃)混合粉体作为原料,通过无 压反应烧结工艺制备了纳米Bi₂O₃-Y₂O₃快离子导体.对烧结过程中高导电相(纳米δ-Bi₂O₃) 的形成规律研究表明:固溶反应发生在烧结过程的初期,在烧结过程中晶粒生长规律符合 (D-D₀)²=K·t抛物线方程.用模式识别技术对δ-Bi2O3相生成的工艺条件进行优化的工艺 参数优化区为:Y>-1.846X+3.433(X=0.0059T+0.0101t,Y=-0.0059T+0.0101t,式中, T为烧结温度,t为烧结时间).在T=600℃,t=2h无压反应烧结条件下,纳米晶Bi₂O₃-Y₂O₃ 快离子导体材料的相对密度可达96％以上,并且微观结构致密均匀,很少有残留气孔和裂纹, 平均晶粒尺寸在100nm以下.

关键词: 共沉淀法 , pressureless reactive sintering , nanocrystalline Bi₂O₃-Y₂O₃ fast ionic conductor , technique optimization