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众多学者对ZrO2基固体电解质材料已进行了详尽的研究,虽然立方稳定氧化锆YSZ材料具有较高的电导率,但机械强度差、断裂韧性低。确保YSZ材料氧离子电导率的同时具有优良力学性能,以适应SOFC发展要求成为必然面临的课题。研制开发综合性能好,具有一定协同功能的电解质材料,必将受到越来越多材料工作者尤其是SOFC研究工作者的重视和开发。本论文针对8YSZ电解质材料强度差、断裂韧性值低的问题,利用3Y-TZP韧性好,高温氧离子电导率较低的特点,在8YSZ电解质中加入3Y-TZP,通过对致密度、力学性能、电性能和微观结构等的测试,探讨t-ZrO2的引入对力学性能的提高作用和对电性能的影响,找出最佳掺杂量和改性条件。本论文通过实验证实:复相电解质材料最佳烧结制度为1450°C,保温2h。在YSZ电解质中加入3Y-TZP,由于Y的低扩散率,材料中Y并无严重均化现象,并可能形成了Y分布不均匀的核壳结构。材料的强度大大提高,断裂韧性略有改善,电导率稍有下降,但影响不大。当掺杂30wt% 3Y-TZP时,复相电解质材料的强度接近300MPa,较纯8YSZ提高一倍左右;韧性达到3.7MPa·m1/2,提高80%以上;1000°C时的电导率为0.11S·cm-1,较文献值降低不足10%,使材料具有良好的综合性能。