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ABO_3型电子—离子混合导体材料的电化学性能研究

仲崇英  
【摘要】: 本文采用低温燃烧法制备了Sm_xGd_(0.5-x)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)(SGSC),La_(0.7)Sr_(0.3)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ)和La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ) (LSCF)系列电子-离子混合导体材料。分别利用了TG-DSC,XRD表征了SSC形成过程的晶型演化行为和物相组成,利用SEM观察了陶瓷断面形貌,利用四电极法测试了材料的电导率。 TG-DSC结果表明,SGSC粉末在950℃已经形成完善的钙钛矿结构,LSCF粉末760℃可以形成钙钛矿结构。XRD结果表明,SGSC粉末在1200℃下烧结4h即能形成正交钙钛矿结构。随着Sm含量的增加,晶胞体积逐渐增大。LSCF粉末在1250℃烧结4 h后可形成六方钙钛矿结构,且随着Fe含量的增加,晶胞参数逐渐变大。 SEM的结果表明,1200℃下烧结4h的SGSC陶瓷体界面已经熔融,且存在大量气孔,晶体直径约为3-5μm。而LSCF在1250℃烧结4h晶体形貌呈球状多面体,直径约为2-5μm,材料的气孔比较少。 Sm_xGd_(0.5-x)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)样品的电导率测试结果表明,Sm含量直接影响SGSC试样的电导率。在500℃下,材料的电导率由Gd_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)的818.7 S·cm~(-1)增大到Sm_(0.3)Gd_(0.2)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)的1820.8S·cm~(-1),然后降低到Sm0.5Sr_(0.5)CoO_(3-δ)的1115.7 S·cm~(-1)。温度对电导率也有直接影响。Gd_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)的电导率随温度升高而增加,表现半导体导电行为。而其余SGSC样品在测试温度范围内的电导率随温度升高而降低,表现金属导电行为。LSCF样品的电导率测试结果表明,La_(0.7)Sr_(0.3)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ)体系的电导率高于La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ)体系的电导率,y=0.00的样品的电导率随温度升高而降低,遵循是金属导电行为。而其他LSCF样品的电导率随温度升高而增大,服从半导体导电行为。


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