無機鹽復合bazr0.63ce0.27y0.1xybxo2.95質子導體制備與改性研究

1、天津大學碩士學位論文無機鹽復合BaZr0.63Ce0.27Y0.1--xYbxO2.95質子導體制備與改性研究姓名：張立欣申請學位級別：碩士專業(yè)：材料學指導教師：郭瑞松2011-11A B S T R A C TB a Z r 0 ．6 3 C e 0 ．2 7 Y o ．1 ．x Y b x 0 29 5 ( x = 0 ，0 ．0 5 a n d 0 ．1 ) b a s e d c o m p o s i t e e l e c

2、t r o l y t em a t e r i a l s w e r e s y n t h e s i z e d v i a s o l i d —s t a t e r e a c t i o n p r o c e s s ．A f t e r s i n t e r i n g a t a t16 0 0 ℃f o r4h ．B Z C Y , B Z C Y Y ba n dB Z C Y bs a m p l e sw

3、 e r eo b t a i n e d ．T h e l i n e a rs h r i n k a g e s a n dr e l a t i v e d e n s i t i e sd e c r e a s ew i t hi n c r e a s i n gY bc o n t e n t ．Am a x i m u ml i n e a r s h r i n k a g eo f1 4 ．8 ％a n dr e

4、l a t i v e d e n s i t yo f8 7 ．8 ％w e r ea c h i e v e df o rB Z C Ya f t e rs i n t e r e da t 16 0 0 ℃f o r 4 h ：m e a n w h i l e ，t h e c o n d u c t i v i t yo f t h es a m p l eB Z C Yw a s 2 ．1 4 x 1 0 q S c m “

5、 1 a t8 0 0 ℃i n w e t h y d r o g e n ．T h ei n f l u e n c e s o fZ n Oa d d i t i v e o n s i n t e r i n g a n d e l e c t r i c a l b e h a v i o r w e r es y s t e m i c i n v e s t i g a t e d ．A f t e rs i n t e

6、r i n g a t 14 5 0 。Cf o r6h ，t h e r e l a t i v e d e n s i t i e s o fB Z C V Z 2 s e r i e ss a m p l e sw e r ea l l a b o v e9 3 ％．h i g h e rt h a nt h a tw i t h o u tZ n O a d d i t i o n ．X R D p a t t e r n s

7、s h o w e das i n g l e p e r o v s k i t e s t r u c t u r e o fB Z C Y - Z 2a f t e rs i n t e r i n g a t14 5 0 ℃f o r 6h ．Ac o n d u c t i v i t yo f7 ．6 4 x l0 。S c m ．1 f o rB Z C Y - Z 2 w a so b t a i n e da t8 0

8、 0 ℃，w h i l ea m i n i m u m a c t i v a t i o ne n e r g y o f 0 ．4 9e V w a s o b t a i n e df o rB Z C Y Y b ·Z 2s a m p l e ．A na n o d e - s u p p o r t e dc e l l b a s e d o nB Z C Y - Z 2 d e l i v e r e da

9、 p e a kp o w e r d e n s i t yo f 5 6m W c m - 2 a t7 0 0 ℃．A f t e rs i n t e r i n ga t 13 7 0 ℃f o r2h ．t h e r e l a t i v e d e n s i t i e s o f N a 2 S 0 4 - m o d i f i e dB Z C Y - Z 2 s a m p l e sw e r e a b

10、o v e 9 2 ％a n dt h el i n e a rs h r i n k a g e sw e r e a b o v el7 ％．w h i c hs u g g e s t e d t h a t N a 2 S 0 4 w a s a n e f f e c t i v e l i q u i d p h a s e s i n t e r i n g a d d i t i v e ．As u p e r p r

11、o t o n i cp h a s e t r a n s i t i o nw a s f o u n di nN a 2 S 0 4 一m o d i f i e dB Z C Y - Z 2 s a m p l e sa n da c o n d u c t i v i t yo f 8 ．0 5 x 10 。S c m ～w a s o b t a i n e df o rB Z C Y - Z 2 - S 10 s i n

12、t e r e da t 13 7 0 ℃f o r2 h a t7 0 0 ℃i n 3 ％w e th y d r o g e n a t m o s p h e r e ．A n e l e c t r o l y t e - s u p p o r t e dc e l lb a s e do n B Z C Y - Z 2 ．S 10 d e l i v e r e da p e a k p o w e r d e n s i

13、 t yo f 2 3m W c m 叫a t 7 0 0 o C ．N a C lw a sa d d e da st h es e c o n dp h a s et op r e p a r eB Z C y o Z 2 - C I p r o t o nc o n d u c t o r ．A f t e r s i n t e r i n g a t 14 0 0 ℃f o r4 h ．t h e c o n d u c t

14、i v i t y o fB Z C Y o Z 2 一C 1 1 0r e a c h e d7 ．4 8 x 1 0 。S c m - 1 。h i g h e r t h a nt h a to f B Z C Y - Z 2 ．A n e l e c t r o l y t e - s u p p o r t e dc e l lb a s e d o nB Z C Y ：Z 2 ．S 10 d e l i v e r e d

15、ap e a kp o w e rd e n s i t y o f 16 m W c m 。2a t 7 0 0 ℃．I o n i ct r a n s p o r tn u m b e ro ff u e l c e l l b a s e do nB Z C Y - Z 2 - C l I Oe l e c t r o l y t ew a s0 ．9 7 ，O ．9 7 ，0 ．9 5 a n d 0 ．9 3 a t 5 5

16、 0 ，6 0 0 ，6 5 0 a n d 7 0 0 。C ，r e s p e c t i v e l y , w h i c h s u g g e s t e dt h a tB Z C Y o Z 2 - S 10 w a s a g o o d p r o t o n c o n d u c t o r m a t e r i a l ．K e y w o r d s ：B a Z r 0 3 ，B a C e 0 3 ，