Ce-La-O體系的相圖研究.pdf

1、相圖對于材料科學(xué)來說具有重要的指導(dǎo)意義。相圖的研究方法主要分為實驗法和計算法。由于實驗條件的限制，往往并不能夠完全測定出繪制一個體系的相圖所需要的全部實驗信息，上世紀(jì)70年代，隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，基于各種理論的相圖計算方法逐步發(fā)展起來，其中，利用體系Gibbs自由能最小化原理，對各種實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評估的Thermo-calc軟件的應(yīng)用最為廣泛，至今已經(jīng)不斷更新，發(fā)展到了十多個升級。
　　Ce，La及其氧化物在催化劑、燃料電

2、池、熱障材料方面具有廣泛的應(yīng)用。Ce-La-O體系是一個典型的固溶體體系，其相關(guān)子體系的相圖，也具有代表性，通過對該體系進(jìn)行相圖計算，有助于認(rèn)識這個體系的各種相結(jié)構(gòu)，以及Ce-La合金的氧化行為。本文主要采用Thermo-calc軟件進(jìn)行Ce-La-O相關(guān)體系的相圖計算方面的研究。文獻(xiàn)中關(guān)于這個體系的各個子體系的實驗及相圖數(shù)據(jù)的報道很多，對這些信息匯總，在需要進(jìn)一步確認(rèn)的信息方面，進(jìn)行了實驗研究。
　　通過Raman光譜、掃描電子

3、顯微鏡及能譜分析、原子力顯微鏡研究了Ce-La合金在空氣中的氧化反應(yīng)，確定了合金表面氧化反應(yīng)的過程，合金在空氣中容易被氧化，表面會形成氧化物固溶體，具體可能會有Ce2O3-La2O3、CeO2-La2O3固溶體。新打磨好的合金樣品在空氣中，Ce與吸附氧結(jié)合為Ce3+，隨后Ce3+會進(jìn)一步氧化為Ce4+，根據(jù)表面氧化層中Ce3+和Ce4+量的變化情況，可以把表面氧化過程分為兩個階段，即前40分鐘Ce3+增長速度大于Ce4+;40分鐘以后，

4、Ce4+增長的速度已逐漸超過Ce3+，同時Ce3+逐漸減少，直到最后完全氧化為Ce4+。
　　通過對溶膠-凝膠法制備的CeO2-La2O3系列混合氧化物進(jìn)行XRD圖譜研究表明，該體系CeO2與La2O3可以形成一系列的固溶體，具體是以CeO2的螢石結(jié)構(gòu)為母體的固溶體和以La2O3的A型六方結(jié)構(gòu)為母體的固溶體。La2Ce2O7是以CeO2螢石結(jié)構(gòu)為框架的固溶體，不具備燒綠石結(jié)構(gòu)的特征。
　　結(jié)合實驗的數(shù)據(jù)，以及文獻(xiàn)中關(guān)于該體系