非水解和水解溶胶-凝胶法合成MgAl2O4粉体对比研究

分别采用非水解和水解溶胶-凝胶法制备MgAl2O4粉体,利用DTA-TG、XRD和FE-SEM等研究了凝胶煅烧过程中的相变化、粉体形貌及其烧结性能.研究表明,水解凝胶经900℃煅烧0.5h后可形成大量镁铝尖晶石晶相,但仍有少量的方镁石相存在,非水解凝胶经900℃煅烧0.5h后只有镁铝尖晶石晶相.采用水解和非水解法所合成MgAl2O4粉体的平均粒径分别为90nm和50 nm,其经1600℃烧结3h后晶粒尺寸分别为1～2 μm和0.5 ～1μm,晶粒多呈八面体形状,相比之下,采用水解法时MgAl2O4晶体发育较好,出现了明显的生长台阶.     

放电等离子烧结制备LaTiO3的反应过程研究

采用放电等离子烧结方法制备LaTiO3材料.基于不同温度烧结样品的物相组成变化,对SPS烧结制备LaTiO3的反应过程进行研究.研究结果表明:SPS烧结制备LaTiO3的反应过程可以分为低温、中温和高温三个阶段.随着烧结温度升高,由于系统环境变化和高温氧缺位的形成,Ti的价态经历了Ti3+ →Ti4+→Ti3+/Ti4 +→Ti3+的转变.由于相变阻力的存在,LaTiO3并不能由原料直接生成,在低温和中温阶段要经历La2Ti2O7,La2/3TiO3,La5Ti5O17等中间相.LaTiO3相的生成主要发生在1400～ 1550℃,并在1550℃生成单相LaTiO3.     

共沉淀法制备Sr(Fe0.5Nb0.5)O3纳米粉体及其介电性能研究

采用共沉淀法制备Sr(Fe0.5Nb0.5) O3纳米粉体,两步烧结工艺制备Sr(Fe0.5 Nb0.5) O3陶瓷.用X射线衍射仪(XRD)分析烧结温度、煅烧时间、体系温度、pH值和初始溶液浓度对前驱体粉体物相的影响,用扫描电子显微镜(SEM)分析Sr(Fe0.5 Nb0.5) O3纳米粉体和陶瓷的微观形貌,用阻抗分析仪研究陶瓷的介电性能.结果表明:当体系温度为25℃,pH值为9,初始溶液浓度为0.25 mol/L,在950℃煅烧2h后可获得颗粒分布均匀(～ 50 nm)的Sr(Fe0.5Nb05)O3纳米粉体,用该纳米粉体获得的Sr(Fe0.5Nb0.5)O3陶瓷有优异的频率和温度稳定性及高的介电常数(ε'＞2×103)和较低的介电损耗(1 kHz,tanδ=0.086).高的介电常数与陶瓷晶粒和晶界间阻挡层的形成有关,低的介电损耗来源于陶瓷致密的微观结构.     

Y2O3添加对Yb2Si2O7无压烧结致密化的影响

以Yb2O3粉末和溶胶-凝胶法制备的活性SiO2凝胶为原料,在1550℃保温4h合成了具有单斜结构的单相Yb2Si2O7粉体.采用无压烧结方法获得了Yb2Si2O7陶瓷.通过添加Y2O3烧结助剂,获得了气孔率为3.2;的致密Yb2Si2O7陶瓷.采用XRD、SEM方法对烧结体的结构、成分和形貌进行测试与表征.结果表明:烧结体均为单相的Yb2Si2O7,不含其它杂质相.Y2O3的添加大大降低了烧结体的气孔率,促进了烧结的致密化.所得致密Yb2Si2O7陶瓷的平均晶粒尺寸为1～2 μm,大部分晶粒为颗粒状晶粒.     

中温SOFC La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ固体电解质的电性能研究

采用固相反应法制备了La0 .9Sr0 .1Ga0 .8Mg0 .2 O3 -δ(LSGM)固体电解质 ,XRD测试表明 ,经 15 0 0℃煅烧 2 4h后得到LSGM单相结构 ,采用交流阻抗测试技术对La0 .9Sr0 .1Ga0 .8Mg0 .2 O3 -δ的电性能进行了研究 ,结果表明La0 .9Sr0 .1Ga0 .8Mg0 .2 O3 -δ低温区电导率主要取决于晶界电导 ;而在高温区电导率主要取决于晶粒电导。低温下导电率激活能较高为 1.0 9eV ,高温的激活能较低为 0 .8eV。     

溶胶-凝胶法制备纳米La_(0.75)Sr_(0.25)Cr_(0.5)Mn_(0.5)O_(3-δ)薄膜及其阻抗谱性能的研究

以La(NO3)3、Cr(NO3)3.9H2O、Sr(NO3)2、Mn(NO3)2为原料,用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备了La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ凝胶,在700℃下焙烧2 h得到La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ(LSCM)纯相纳米粉,颗粒呈球形,分散性较好,平均粒径在28 nm左右。将上述粉体、乙基纤维素及松油醇按比例混合,经球磨、加乙醇研磨后制备成具有一定粘稠度的LSCM浆料。采用丝网印刷技术在YSZ片上制成不同厚度的LSCM膜,经1400℃煅烧,制备成厚膜型LSCM质NO2传感器。采用交流阻抗谱技术研究了膜层厚度、工作温度对传感器气敏性能的影响。结果表明:在一定温度条件下,传感器电阻与NO2浓度呈良好的线性关系。在600℃下,刷涂了7层LSCM的传感器线性最佳,灵敏度最高。     

CeO2基固体氧化物燃料电池连接体薄膜的双层共烧制备研究

为了改善CeO2基SOFC阳极与LaCrO3基连接材料的共烧匹配性能,本研究将少量CeO2粉体添加到La0.7Ca0.3CrO3-δ连接材料中作为烧结助剂.相关性能测试表明CeO2的引入可以显著提高La0.7Ca0.3 CrO3-δ在空气条件下的烧结和电导性能,完全可以满足中温SOFC连接材料的性能要求.以NiO/SDC(质量比6∶4)为阳极支撑体,采用浆料浸渍涂膜工艺制备La0.7Ca0.3CrO3-δ +2; CeO2(质量比)连接体湿膜,1400℃空气条件下双层共烧,成功获得致密连接体薄膜.     

凝胶燃烧制备中温固体电解质La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ

本文采用凝胶燃烧法制备La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3-δ固体电解质(LSGM),讨论了溶液浓度、pH值、柠檬酸的加入量、加热温度等工艺条件对成胶的影响,X射线衍射分析表明,凝胶经1400℃煅烧10h制备得到单相粉体,制备的粉体颗粒尺寸平均为150nm.     

固相反应后复合电解质BaCe0.8Y0.2O2.9-Ce0.8Gd0.2O1.9的化学稳定性研究

采用溶胶-凝胶燃烧法和机械混合法制备摩尔比为1∶1的BaCe0.8Y0.2O2.9(BCY)-Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)复合粉末,并在1550℃烧结保温5h获得复合电解质片.对BCY-GDC复合电解质的化学稳定性以及电化学性能稳定性进行研究.结果表明:BCY-GDC复合电解质在1550℃烧结时会发生固相反应,形成以BaCe1-x-yGdxYyO3-α相为主的显微组织.固相反应后的BCY-GDC复合电解质在700℃3;CO2和沸水中的稳定性高于单相BCY;基于固相反应后BCY-GDC复合电解质的单电池在700℃下20h测试时间内的开路电压以及最大功率密度的稳定性均高于相同条件下BCY电解质的单电池.     

Y2O3-SiO2助剂对常压烧结SiC-AlN复相材料烧结性能的影响

SiC∶AlN以质量比1∶1,添加不同质量分数Y2O3-SiO2(摩尔比为2.9∶7.1)复合烧结助剂,分别在氢气和氩气气氛下常压烧结制备SiC-A1N复相材料.研究烧结气氛、烧成温度和Y2O3-SiO2含量对该复相材料烧结性能的影响.结果表明,与氢气气氛相比,氩气气氛下烧结体更易致密;1650 ～1850℃,随着烧结温度升高,烧结致密性明显提高.氩气气氛1850C下保温1h,Y2O3-SiO2复合助剂含量为9.09wt;,烧结体的显气孔率可低于0.15;,晶粒尺寸均匀且连接紧密.烧结过程中,Y2O3、SiO2烧结助剂与AlN表面的Al2O3在一定温度下形成液相有助于样品致密化.Y2O3与AlN表面的Al2O3反应生成钇铝石榴石(Y3Al5O12),SiO2高温下主要形成玻璃相.SiC-AlN复相材料是由主晶相6H-SiC和AlN,次晶相Y3Al5O12组成.