釔穩(wěn)定氧化鋯的制備及電性能研究.pdf

1、釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)具有氧離子電導(dǎo)率高及在工作環(huán)境下化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，在固體氧化物燃料電池(SOFC)中得到廣泛應(yīng)用。粒度分布窄的超細(xì)YSZ粉體有助于降低陶瓷的燒成溫度，改善陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)，從而提高陶瓷的電性能。 本研究以氯化氧鋯和氯化釔為原料，碳酸氫銨為沉淀劑，制備含鋯、釔的復(fù)合沉淀，并經(jīng)共沸蒸餾脫水和煅燒，得到了釔穩(wěn)定氧化鋯納米粉體；將所得粉體球磨、成形和等靜壓處理后燒結(jié)制得釔穩(wěn)定氧化鋯陶瓷。運(yùn)用TG/DSC、TEM、B

2、ET、XRD等實(shí)驗(yàn)手段對(duì)沉淀前驅(qū)體、共沸后粉體和煅燒所得YSZ粉體進(jìn)行了相關(guān)表征，并運(yùn)用SEM和交流阻抗譜等手段研究了陶瓷燒結(jié)體的顯微結(jié)構(gòu)和電性能。結(jié)果表明： 1)實(shí)驗(yàn)所得前驅(qū)沉淀中鋯和釔的物質(zhì)量的比為5．49。 2)共沸蒸餾不但可以有效地脫除沉淀中的水份，減輕顆粒間的團(tuán)聚，而且還可以降低結(jié)晶轉(zhuǎn)化溫度。 3)前驅(qū)粉體經(jīng)800℃煅燒2h可得粒度分布較窄、粒徑為20nm左右的球形立方相氧化鋯粉體，粉體的比表面積為46

3、．73m<'2>/g。 4)在1350℃燒結(jié)2 h后，燒結(jié)體的氣孔率急劇減少，燒結(jié)體的相對(duì)密度達(dá)到99．3﹪，晶粒大小為300nm左右；經(jīng)1500℃燒結(jié)2h，燒結(jié)體的相對(duì)密度達(dá)到最大值99．9﹪。 5)燒結(jié)體的晶粒電導(dǎo)率隨著燒結(jié)溫度的升高變化不大，晶界電導(dǎo)率隨著燒結(jié)溫度的升高而增加較大；燒結(jié)體的總電導(dǎo)率隨燒結(jié)溫度的升高先增加后降低，經(jīng)1250℃、1300℃、1350℃、1500℃和1550℃燒結(jié)所得燒結(jié)體在1000℃時(shí)的