編號(hào)：CYYJ02737
篇名：鋁摻雜磷灰石型硅酸鑭電解質(zhì)的電導(dǎo)機(jī)理
作者：姜媛 黃志良 陳常連 魯冕 吳昌勝 陳石
關(guān)鍵詞： 燃燒法 硅酸鑭 固體電解質(zhì) 鋁摻雜 電導(dǎo)增強(qiáng)機(jī)理
機(jī)構(gòu)： 武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
摘要： 采用燃燒法在600℃下5~7 min內(nèi)成功制備了鋁摻雜的La9.33Si6-xAlxO26-0.5x(x=0.5,1.0,1.5,2.0)(LSAO)固體電解質(zhì)粉體,在800℃預(yù)燒12 h后,經(jīng)壓制成型、燒結(jié)制得LSAO陶瓷體。X射線衍射、X射線光電子能譜、傅里葉變換紅外光譜和掃描電子顯微鏡證實(shí)燃燒法制備的LSAO純度高,具有典型的P63/m磷灰石型結(jié)構(gòu);摻雜的Al3+替換了Si4+進(jìn)入了[SiO4]四面體結(jié)構(gòu)中形成[Si(Al)O4],并產(chǎn)生了氧空位;在1500℃燒結(jié)3 h得到燒結(jié)性能最佳的LSAO陶瓷體。電化學(xué)阻抗譜顯示當(dāng)摻量x<0.5時(shí),La9.33Si6O26(LSO)的電導(dǎo)率隨摻量的增加而增強(qiáng);當(dāng)摻量x>0.5時(shí),La9.33Si6O26(LSO)的電導(dǎo)率隨摻量的增加而降低,這歸因于Al3+摻雜形成氧空位,減小了氧離子傳輸過(guò)程中的空間阻力,電導(dǎo)率增大;然而,當(dāng)Al3+摻量過(guò)多,LSAO結(jié)構(gòu)中間隙氧濃度大量減少,電導(dǎo)率降低。當(dāng)摻量x=0.5時(shí),電導(dǎo)率在800℃達(dá)到最大值為1.26×10-2 S/cm。該電導(dǎo)增強(qiáng)機(jī)理為氧空位缺陷增強(qiáng)電導(dǎo)機(jī)理。
