YBa2CU3O7-δ掺杂PbO和BaPbO3的性质研究

测量了不同含量PbO和BaPbO3掺杂YBa2Cu3O7-δ的熔化温度和超导临界转变温度(T.).在YBa2Cu3O7-δ中掺入PdO可以降低熔点,但X射线衍射分析表明高温下YBa2Cu3O7-δ与PdO发生了反应生成BaPbO3,降低了样品的超导电性.分别用BaCO3与PdO,BaCO3与PdO2合成了单相的BaPdO3.在YBa2Cu3O7～δ中添加了不同含量的BaPdO3(10%,20%,30%).X射线衍射分析表明YBa2Cu3O7-δ与BaPbO3没有发生反应.掺杂了BaPbO3的YBa2Cu3O7-δ比掺杂PdO具有较好的超导电性,但是不能降低YBa2Cu3O7-δ的熔点.     

YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8异质结中的超导转变温度

采用对靶溅射技术制备了YBa2Cu4O8/La2/3Ca1/3MnO3/YBa2Cu4O8（Y-124/LCMO/Y-124）异质结, 研究了超导转变温度（TC）随LCMO层厚度（dL）的振荡行为. 当dL＞dLCR时, TC-dL曲线表现出清晰的非单调行为, 而金属-绝缘体转变温度（TMI）仅当dL＞dLCR时才能观测到. Y-124/LCMO/Y-124系统中所存在的这种对中间层的依赖关系, 显示了铁磁和超导耦合间强烈的相互作用.     

Co掺杂的YBa2Cu2O6+δ的氧非计量和氧渗透性能研究

研究钴离子部分取代铜离子对YBa2Cu3O6+δ的氧非计量值δ和氧渗透率的影响.对于钴替代的样品,氧非计量的绝对值变大,且其数值不再随温度和氧分压的变化发生显著变化.YBa2Cu2CoO6+δ样品在中、高温具有可观的氧渗透率.对于厚度为1.2 mm的致密YBa2Cu2CoO6+δ样品,在850℃时,只要在样品两端施加较小的氧分压差(PO2=21.2 kPa、 PO2=101 Pa),其氧渗透率即可达57 μmol/cm2 s, 明显高于YBa2Cu3O6+δ的氧渗透率(31 μmol/cm2 s).YBa2Cu2CoO6+δ的高氧渗透率在结构上可被归结为位于晶胞基面上的氧离子和氧空位的均匀分布.     

La2／3Ca1／3MnO3／YBa2Cu4O8／La2／3Cal／3MnO3三层薄膜中的各向异性磁电阻

研究了La2/3Ca1/3MnO3(LCMO)／YBa2Cu4O8(YBCO)／LCMO三层薄膜中的各向异性磁电阻。LCMO单层膜和三层膜都表现出面内各向异性，磁电阻对θ(磁场方向和偏置电流方向的夹角)和Ф(磁场方向和薄膜表面的夹角)表现出正弦三角函数的依赖关系。在低场下，无论在面内还是面外都发现了正的磁电阻。     

YBa2Cu3O7-x涂层导体的研究进展

以YBa2Cu3O7-2（YBCO）超导涂层为导体的第二代高温超导带材由于其优异的本征性能，吸引着科学家不断探索和研究其实用成材技术。近年来，百米级长带的研制成功，使其成为当前国际上超导研究的热点。综述了近年来二代超导带材的发展状况，并对在镍和镍合金基带上制备涂层导体的工艺技术以及其基本结构特征做了较为系统的介绍，包括基带的制备技术、隔离层的生长、化学法和物理气相沉积法生长YBCO等。     

自掺杂La1-δMn1-δO3化合物的晶体结构和巨磁电阻效应

采用溶胶-凝胶工艺制备了La1-δMn1-δO3化合物.研究了烧结条件的改变对材料的结构、磁性、导电性、磁电阻效应的影响.首次发现La1-δMn1-δO3化合物的电阻-温度曲线的双峰现象.     

固溶体Ce0.8Pr0.2O2-δ的合成及性质研究

利用溶胶-凝胶方法合成了Ce0.8Pr0.2O2-δ固溶体, XRD结果表明,经200 ℃焙烧就已经形成立方萤石结构固溶体,晶粒尺寸为8.1 nm, 随焙烧温度的升高,晶粒尺寸增大. X射线光电子能谱(XPS)结果表明,样品中存在氧离子缺位,铈离子主要为Ce4 离子,镨离子以混合价态Pr3 和Pr4 存在. 固溶体Ce0.8Pr0.2O2-δ的拉曼谱(Raman)观察到4个峰,458和1140 cm-1峰为特征F2g振动谱带,较宽的570和187 cm-1峰对应氧离子缺位及引起的不对称振动. 交流阻抗谱表明固溶体Ce0.8Pr0.2O2-δ在600 ℃时的电导率为1.44×10-3 S·cm-1, 活化能为Ea=0.67 eV (650～800 ℃), Ea=0.91 eV (400～600 ℃).     

中温天然气燃料电池复合阳极NiO-La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ-Ce0.8Sm0.2O2-δ的制备和性能研究

采用共压-共烧结的方法制备了以NiO-La0.75Sr0.25Cr0.5Mn0.5O3-δ-Ce0.8Sm0.2O2-δ复合阳极为支撑、以Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)为电解质、以La0.8Sr0.2Co0.8Fe0.2O3-δ(LSCF)-Ce0.8Gd0.2O2-δ(GDC)为复合阴极的单电池,在400～700 ℃范围内,以加湿天然气(3%H2O)为燃料气,氧气为氧化气,测试了电池的放电性能.利用XRD、SEM、EDX等手段对复合阳极进行结构、化学相容性、微观型貌和碳元素分析.分析结果表明,符合阳极具有较好的化学相容性,且阳极和阴极具有较好的孔隙、孔道结构.EDX测试结果表明有少量的碳沉积.在600℃进行了电池的稳定性测试.测试结果表明,该电池在13 h的测试过程中功率无明显衰减,具有较好的稳定性.复合阳极单电池在600℃得到最大电流密度,为215.49 mA·cm-2;最大功率流密度为44.85 mW·cm-2.     

中温固体氧化物燃料电池LaNi_(0.6)Fe_(0.4)O_(3-δ-)Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_2梯度复合阴极制备及交流阻抗性能

应用丝网印刷和共烧结制备LaNi0.6Fe0.4O3-δ(LNF)-Gd0.2Ce0.8O2(GDC)梯度复合阴极/Gd0.2Ce0.8O2/Sc0.1Zr0.9O1.95(ScSZ)/Gd0.2Ce0.8O2/LaNi0.6Fe0.4O3-δ(LNF)-Gd0.2Ce0.8O2(GDC),组成梯度复合阴极对称电池.实验表明,在750 oC工作温度下单层70%LNF-30%GDC(文中均指质量百分比)复合阴极的极化电阻为0.581Ω·cm2,而三层60%LNF-40%GDC/70%LNF-30%GDC/100%LNF复合阴极的极化电阻最小(0.452Ω·cm2).由于阴极组成在ScSZ电解质和LNF阴极之间呈梯度变化,因此获得了最佳的阴极/电解质界面,大大加快了三相界面或气体/阴极/电解质三相接触点反应区的扩散,其电荷传递电阻Rct和浓差极化电阻Rd均减小,因而具有最低的阴极极化电阻值.     

TiO2修饰La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ用于中温固体氧化物燃料电池的阴极

纳米TiO2修饰的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极被直接应用于YSZ电解质电池上. TiO2可阻止LSCF和YSZ间的化学反应,抑制SrZrO3的形成. LSCF-0.25 wt% TiO2阴极电池在0.7 V和600°C下的电流密度是LSCF阴极电池的1.6倍.电化学阻抗谱结果表明, TiO2修饰显著加快了氧离子注入电解质的过程,这可能与TiO2抑制了阴极/电解质界面处高电阻SrZrO3层的形成有关.本文为在ZrO2基电解质上使用高性能的(La,Sr)(Co,Fe)O3阴极材料提供了一种简单有效的方法.     

TiO2修饰La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ用于中温固体氧化物燃料电池的阴极

纳米TiO2修饰的La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF)阴极被直接应用于YSZ电解质电池上. TiO2可阻止LSCF和YSZ间的化学反应,抑制SrZrO3的形成. LSCF-0.25 wt% TiO2阴极电池在0.7 V和600°C下的电流密度是LSCF阴极电池的1.6倍.电化学阻抗谱结果表明, TiO2修饰显著加快了氧离子注入电解质的过程,这可能与TiO2抑制了阴极/电解质界面处高电阻SrZrO3层的形成有关.本文为在ZrO2基电解质上使用高性能的(La,Sr)(Co,Fe)O3阴极材料提供了一种简单有效的方法.     

固体氧化物燃料电池Cr毒化La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)阴极机理

从电化学阻抗谱和阴极极化等方面对Cr毒化La0.8Sr0.2MnO3-δ(LSM)阴极机理进行了研究.     

La0.8Sr0.2Mn（Fe）O3-δ作为SOFC合金连接体系保护涂层的作用效果

工作温度在800℃以下的固体氧化物燃料电池可采用铁素体不锈钢SUS430（含Cr16％-17％（质量分数））作为连接体材料，然而不锈钢在高温下极易发生氧化形成Cr2O3和Fe3O4等尖晶石相化合物，从而大大地降低了电池的性能。本研究的主要目的是通过空气等离子喷涂（APS）La0.8Sr0.2Mn（Fe）O3-δ（LSM20）和La0.8Sr0.2Mn（Fe）O3-δ（LSF20）保护性涂层来降低合金的氧化生长速率，尤其是减少Cr2O3相的生长。采用XRD和SEM／EDX表征了氧化层的相组成和微观结构特征。在800℃空气中进行了热震实验，经50次循环，LSM20和LSF20涂层合金十分稳定，而SUS430合金氧化层表现出明显地剥落和失重现象。LSF20涂层具有明显的氧化增重速率慢，氧化后界面电阻低，能有效地抑制Cr向合金表面扩散等优点，在800℃空气中氧化1000h后，LSF20涂层合金的界面电阻比LSM20涂层合金的降低了23倍。     

Preparation and Characterization of Single-Phase Perovskite La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ

Single-phase perovskite La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ has been successfully prepared by using citrate-EDTA complexation method at relatively low calcination temperature. The structure and thermal decomposition process of the complex precursor have been investigated by means of differential scanning calorimetry-thermal gravimetric analysis (DSC/TGA), X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared spectroscopic (FT-IR) measurements. The precursor decomposed completely and started to form perovskite-type oxide above 420℃ according to the differential scanning calorimetry (DSC) and thermal gravimetric analysis (TGA) results. Single-phase perovskite La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ obtained has been confirmed from the XRD pattern, and no peak of SrCO3 was found by XR.D of the oxides synthesized at a relatively low temperature of 800 ℃. The reducibility of La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ was also characterized by the temperature programmed reduction (TPR) technique. Disk shaped dense La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ membrane was prepared by the isostatical pressing method. The oxygen flux rate of dense La0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ membrane was (2.8-18)×10-8 mol/(cm2·s) in the temperature range of 800-1 000℃.     

纳米Al2O3掺杂对Ce0.8Y0.2O2-δ晶界离子电导的影响

纳米Al2O3掺杂对Ce0.8Y0.2O2-δ晶界离子电导的影响;固体电解质;晶界离子电导率     

固体氧化物燃料电池La0.7Sr0.3Cr1-xMnxO3-δ阳极性能研究

采用溶胶凝胶法制备了La0.7Sr0.3Cr1-xMnxO3-δ(x=0.3,0.4,0.5,0.6)系列阳极粉体。在1000℃下焙烧后,XRD结果显示粉体物相为单一的钙钛矿相。制备以La0.7Sr0.3Cr1-xMnxO3-δ为阳极,Ce0.8Sm0.2O1.9(SDC)为电解质,Pr0.6Sr0.4Co0.8Fe0.2O3-δ-SDC复合阴极的电解质支撑型固体氧化物燃料单电池。由扫描电子显微镜(SEM)观察表明单电池电解质致密,阳极孔径分布均匀,厚度约为20μm,多孔阴极厚度为10μm。采用直流四电极法测试以La0.7Sr0.3Cr0.5Mn0.5O3-δ为阳极用湿氢气作燃料时在800℃下获得最大输出功率为232.84 mW.cm-2,短路电流为0.92 A.cm-2。     

YBa2Cu3O7的化学键性质和穆斯堡尔谱的研究

利用电介质的平均能带模型计算了YBa2Cu3O7的化学键参数,得到Cu(1)-O键的平均共价性为0．406,Cu(2)-O键的平均共价性为0．276,应用化学环境因子计算了Fe:Y-123的穆斯堡尔同质异能位移,确定了57Fe在Y－123中的价态和占位情况,由电声子强度参数与共价性的关系说明了超导相中Cu(2)离子的重要性。     

高温固体氧化物电解池钙钛矿型氧电极材料Ba_xSr_(1-x)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)结构计算与性能研究

研究和开发高性能的钙钛矿型混合电导氧化物是目前高温固体氧化物电解池(SOEC)氧电极材料研究的热点.选择BaxSr1-xCo0.8Fe0.2O3-δ系列材料,通过对材料的容差因子、关口半径、晶格自由体积等计算,以及对平均键能、B位离子的变价能力、催化活性等方面的分析,确定了A位最佳配比.对优化出的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ材料的电化学性能进行了研究,并与自制的La0.2Sr0.8MnO3(LSM)氧电极材料进行了比较.结果表明:850℃下阳极极化阻抗(ASR)仅为0.07Ωcm2,远低于LSM;将其应用于SOEC氧电极进行高温电解制氢试验,产氢速率为相同条件下LSM的2.3倍,说明将Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ用作SOEC阳极材料具有很好的应用前景.     

铜含量对La2/3Sr1/3MnO3的电输运及磁电阻的影响

先用溶胶-凝胶法制备出La2/3Sr1/3MnO3的颗粒系统, 然后用化学的方法将Cu材料引入到La2/3Sr1/3MnO3的颗粒表面, 形成(1-x)La2/3Sr1/3MnO3/xCu (x≤0.05)的复合样品. 实验表明 Cu含量较低(x＜0.02)时, 复合样品电阻率较大, 仅在低温区表现出大的磁电阻效应, Cu含量较高(x＞0.025)时, 复合样品的电阻率较小(～10-2 Ω·cm), 在室温附近(270～300 K)、 3 T的磁场下, 表现出较大的不随温度变化的磁电阻效应～10%.     

SrSn0.1Fe0.1Co0.8O3-δ和Ba0.1Sr0.1Fe0.1Co0.8O3-δ膜的氧渗透性能

致密陶瓷膜;电导;SrSn0.1Fe0.1Co0.8O3-δ和Ba0.1Sr0.1Fe0.1Co0.8O3-δ膜的氧渗透性能