采用固相反应法合成了锶、钙与铁掺杂的稀土复合氧化物La0.7Sr0.2Ca0.1Co1-xFexO3-δ(x=0.3,0.5);通过TG-DTA分析了产物的形成过程;分别测试了产物在100～900 ℃间的混合电导率和热膨胀系数;对产物的晶体结构与晶粒形貌等进行了表征.结果表明:经1 200 ℃烧结后的两种产物均具有单一的菱方钙钛矿结构;晶粒生长情况较好,但尺寸不够均匀;混合电导率随温度升高先升后降,在600～800 ℃均大于100 S·cm-1,可满足要求,在100～500 ℃与温度基本保持线性关系,其导电行为符合小极化子导电机理;钙与铁同时掺杂有效降低其热膨胀系数,表明钙钛矿晶格的热稳定性得以提高.
所属栏目
材料性能及其应用国家自然科学基金资助项目(10704054);天津市科技发展计划资助项目(06TXTJJC14600)
收稿日期
2009/10/262010/7/12
作者单位
赵 捷:天津理工大学 材料科学与工程学院, 天津 300384天津理工大学 显示材料与光电器件省部共建教育部重点实验室, 天津 300384天津理工大学 天津市光电显示材料与器件重点实验室, 天津 300384
李晨:天津理工大学 材料科学与工程学院, 天津 300384
马永昌:天津理工大学 材料科学与工程学院, 天津 300384天津理工大学 显示材料与光电器件省部共建教育部重点实验室, 天津 300384
王敏:天津理工大学 材料科学与工程学院, 天津 300384
江云尧:天津理工大学 材料科学与工程学院, 天津 300384
备注
赵捷(1958-),女,辽宁沈阳人,教授,硕士.
引用该论文:
ZHAO Jie,LI Chen,MA Yong-chang,WANG Min,JIANG Yun-yao.Synthesis and Conductivity of La0.7Sr0.2Ca0.1Co1-xFexO3-δ as A Cathode Material for IT-SOFC[J].Materials for mechancial engineering,2010,34(11):68～72
赵 捷,李晨,马永昌,王敏,江云尧.中温固体氧化物燃料电池阴极材料La0.7Sr0.2Ca0.1Co1-xFexO3-δ的合成与导电性能[J].机械工程材料,2010,34(11):68～72
参考文献
【1】
SHAO Z P,HAILE S M.A high-performance cathode for the next generation solid-oxide fuel cells[J].Nature,2004,431:170-174.
【2】
韩敏芳,彭苏萍.固体氧化物燃料电池材料及制备[M].北京:科学出版社,2004.
【3】
CHEN Yong-hong,WEI Yin-jun,ZHANG Hong-hai,et al.Synthesis and electrical properties of Ln0.6Ca0.4FeO3-δ(Ln=Pr,Nd,Sm) as cathode materials for IT-SOFC[J].Ceramics International,2007,33:1237-1241.
【4】
张小林,盛建军,李双保,等.钙钛矿型中低温固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展[J].c.
【5】
翟秀静,符岩,韩庆,等.微波合成固体氧化物燃料电池阴极材料La1-xSrxMnO3[J].材料研究学报,2008,22(5):539-544.
【6】
李双保,盛建军,林峰,等.钙钛矿型复合氧化物La0.8Sr0.2-Mn1-y CoyO3-δ的合成与性能研究[J].深圳职业技术学院学报,2009(1):66-70.
【7】
孙福禄,高文元,隋新国,等.新型ITSOFC阴极材料Ln0.7Sr0.3-CoO3-δ合成与电性能研究[J].电池技术,2009,33(1)30-32.
【8】
SRDIC V V,OMORJAN R P,SEYDEL J.Electrochemical performances of (La,Sr)CoO3 cathode for zirconia-based solid oxide fuel cells[J].Mater Sci & Eng B,2005,116:119-124.
【9】
GAO Wen-yuan,SUN Jun-cai,LIU Sha,et al.Electrical properties and microwave synthesis of mixed rare earth oxide La0.7Sr0.3-x Co0.9Fen0.1O3-δ[J].Journal of Rare Earths,2006,24(9):288-292.
【10】
江金国,崔崇.La1-xSrxCo0.2Fe0.8 O3-δ阴极材料的导电机理研究[J].材料科学与工艺,2007,15(4):575-578.
【11】
于洪浩,高文元,孙俊才.La0.7Sr0.3-xCaxCo0.9Fe0.1O3-δ的柠檬酸盐法制备和性能[J].稀土,2005,26(4):1-5.
【12】
李彦,骆仲泱,余春江,等.复合掺杂钙钛矿氧化物La0.6-Sr0.4-xCaxCo1-yNiyO3-δ阴极的制备和电性能[J].化工学报,2007,58(5):1301-1306.
【13】
中国科学院半导体研究所理化分析中心研究室.半导体的检测与分析[M].北京:科学出版社,1984:433-448.
【14】
刘荣辉,马文会,王华,等.固相反应合成LaSrCrMnO3-δ过程热力学分析[J].稀有金属,2007,31(1):86-91.
【15】
夏正才,唐超群.La1-xSrxMnO3阴极材料的导电机理研究[J].物理学报,1999,48(8):1518-1522.
【16】
于洪浩,高文元,魏莉,等.阴极材料La0.7Sr0.2Ca0.1Co1-y-FeyO3-δ的微波烧结法制备及性能[J].有色矿冶,2008,24(1):36-39.
