ZrO<,2>-Y<,2>O<,3>-CaO三元系固体电解质材料电性能研究

• 作 者: 李英
• 机 构: 中国科学院过程工程研究所
• 出 处: 中国科学院过程工程研究所
• 发表日期: 2001年期
• 关键词: ZrO基固体电解质 ZrO-YO-CaO三元系 复阻抗技术 电导率 电导活化能 晶界效应

在ZrO<,2>-Y<,2>O<,3>二元系统中添加第三组元从而构成三元系统是目前ZrO<,2>基固体电解质材料研制领域中的一个热点.早期进行的初步研究已经发现,从性能/价格比角度来看,ZrO<,2>-Y<,2>O<,3>-CaO三元系统比ZrO<,2>-Y<,2>O<,3>系统具有更强的市场竞争力,是一个很有发展潜力的新系统.该报告主要从下述几个方面对ZrO<,2>-Y<,2>O<,3>-CaO三元系统进行了更深入更细致的研究:首先,对8.0mol﹪Y<,2>O<,3>稳定的ZrO<,2>立方固溶体材料在较宽的温度范围内(313~1123K)的晶粒电导率-温度关系进行了研究,发现当温度较低(313~473K)时,材料的电导活化能随温度的升高而呈逐渐增大趋势.这一实验现象在以往文献中从未见诸报道.该文通过分析材料中氧空位的解缔及迁移机制,对这一全新的实验现象作了合理的解释.其次,采用交流复阻抗技术对三种组成为(100-8x-12y)mol﹪ZrO<,2>-8x mol﹪Y<,2>O<,3>-12y mol﹪ CaO(这里x+y=1且x分别为0;0.5;1)的材料进行了研究,发现这三种材料的晶粒电导率-温度关系都表现出了显著的非线性行为.第三,对(ZrO<,2>)<,0.90>-(Y<,2>O<,3>)<,0.04>-(CaO)<,0.06>三元系材料晶界导电性能进行了研究.最后,该文就制备工艺对(ZrO<,2>)<,0.90>-(Y<,2>O<,3>)<,0.04>-(CaO)<,0.06>三元系材料导电性能的影响进行了实验研究.