低溫超晶格YSZ-STO-YSZ-Al2O3薄膜的制備及表征.pdf

1、學(xué)校代碼：10126分類號：——論文題目學(xué)號：三Q窆壘魚Q!!編號：——學(xué)院：物理抖堂皇撞查堂陵2014年4月15日內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文低溫超晶格YSZ／STO／YSZA1203薄膜的制備及表征摘要固體氧化物燃料電池(SOFC)具有燃料適應(yīng)性廣、能量轉(zhuǎn)換效率高、全固態(tài)、無污染等優(yōu)點(diǎn)。由于Ni／YSZ金屬復(fù)合材料具備良好的導(dǎo)電性，并且具有低廉的價(jià)格和較高的催化性能，因此目前SOFC陽極材料一般采用Ni／YSZ金屬陶瓷復(fù)合材料。研究合理的

2、工藝，制備性能優(yōu)良的Ni／YSZ復(fù)合材料是陽極研究的主要任務(wù)。本文系統(tǒng)的研究了造孔劑含量與陽極氣孔率、電導(dǎo)率及微觀形貌的關(guān)系，結(jié)果表明造孔劑含量10謝％時(shí)陽極各項(xiàng)性能最好。采用脈沖激光法(PLD)選用性能優(yōu)良的Ni／YSZ作為陽極材料濺射YSZ薄膜，采用XRD、SEM、交流阻抗對薄膜進(jìn)行了測試，結(jié)果表明：隨著襯底溫度提高，薄膜的致密性均勻性增加，與基地的結(jié)合程度變好，500。C薄膜結(jié)晶程度、致密均勻性最好。350—550℃襯底溫度沉積的

3、YSZ薄膜均沿(111)方向擇優(yōu)生長，500。C時(shí)薄膜(111)擇優(yōu)生長更明顯。薄膜YSZ要比粉末YSZ電導(dǎo)率高很多，薄膜厚度達(dá)到納米尺寸時(shí)電導(dǎo)率比微米尺寸高，尤其在低溫時(shí)這種提高更明顯。在不同襯底溫度A1203單晶基底上依次濺射YSZ／STO／YSZ三層薄膜，利用YSZ(螢石結(jié)構(gòu))和STO(鈣鈦礦結(jié)構(gòu))交迭兩個(gè)周期形成超晶格電解質(zhì)，利用超晶格使低溫時(shí)電解質(zhì)薄膜的活化能得到降低，從而使電解質(zhì)在低溫時(shí)具有較高的電導(dǎo)率，來滿足低溫燃料電池電