稀土复合氧化物合成及离子导电性研究

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本论文首先概述了稀土复合氧化物导电机理,并把其分为离子导体和电子导体两大类进行讨论,并回顾了影响其电导率的因素及它在SOFC等器件中的应用。 采用固相法和溶胶-凝胶法合成了Ln2/3-xLi3xMoO4、(Ln2/3-xLi3x)1-yMyMoO4(M=Ca/Sr)系列稀土复合氧化物,详细研究了它们的合成、结构及其离子导电性,得到了一些离子电导率较高的锂离子导体,并研究了影响四方白钨矿型的锂离子导体电导率的因素。 利用XRD、TG-DTA及电化学交流阻抗谱等技术测定了样品的结构和电导率。所合成的一系列化合物为四方白钨矿结构,用Sol-gel法的合成温度较传统的固相法低了近200℃,且此法合成的样品纯度高、粒径小、颗粒均匀,电导率高。固相法合成的样品最大电导达到5.01×10-6S·cm-1(La0.567Li0.3MoO4),此类化合物的电导受晶胞尺寸大小、载流子浓度、空穴浓度等的影响,随锂离子浓度的增加,载流子浓度增大,晶胞参数减小,阳离子空位浓度减小。当3x=0.3时电导率达到最大值。但对于Ln2/3-xLi3xWO4系列未能得到满意的结果。
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