La_(1-x)Ca_xCrO_3钙钛矿型复合氧化物的GNP法合成与性能研究
【摘要】:
La_(1-x)Ca_xCrO_3钙钛矿复合氧化物在高温下具有良好的化学稳定性和电子导电性,在固体氧化物燃料电池(SOFC)的连接体、高温炉的发热体以及磁流体发电(MHD)装置的电极等方面具有广泛的应用前景。本文采用GNP(Glycine-Nitrate process)法制备了La_(1-x)Ca_xCrO_3材料,对制备方法与工艺参数、材料烧结性能、电性能以及热膨胀性能进行了研究,分析了Ca~(2+)含量、粉体颗粒形态对材料烧结行为、烧结致密化温度的影响,并研究了Ca~(2+)含量、粉体颗粒形态对材料晶体结构、显微结构和物理性能的影响,其目的在于为该类高温电子导体的进一步研究利应用提供实验和理论依据。
采用GNP法制备了La_(1-x)Ca_xCrO_3粉料,探明了前驱体液的甘氨酸与金属离子的摩尔比(G/M~(n+))、PH值、燃烧环境、热处理温度以及体系中的Ca~(2+)含量等对合成粉料的晶体结构和颗粒形态的不同影响。通过实验确定了适当的合成工艺条件,并制备出La_(1-x)Ca_xCrO_3体系超细粉料。
分别采用Archimedes法、XRD、SEM等测试方法对La_(1-x)Ca_xCrO_3陶瓷样品的相对密度、晶体结构和显微结构进行了研究,研究了GNP法制备La_(1-x)Ca_xCrO_3样品的烧结性能。研究结果表明,A位Ca~(2+)的引入在一定程度上能够降低材料的烧结致密化温度:细小、均匀、高比表面积的粉料能够有效降低材料的烧结致密化温度;烧结温度的降低可以减少La_(1-x)Ca_xCrO_3中液相含量和铬氧化物的挥发,有利于材料晶体结构、显微结构的改善。
采用直流四探针法和石英膨胀计法研究了GNP法制备La_(1-x)Ca_xCrO_3陶瓷的电子导电性能和热膨胀性能。研究结果表明,La_(1-x)Ca_xCrO_3陶瓷的电子导电性能和热膨胀性能与材料的烧成温度、Ca~(2+)含量、粉体的颗粒形态等因素紧密相关。随着烧成温度的升高,La_(1-x)Ca_xCrO_3材料的烧结致密度增加,其电子导电率升高、导电活化能降低,线膨胀率利线膨胀系数增加。在相同烧结致密度水平下,La_(1-x)Ca_xCrO_3材料的电子导电率随着Ca~(2+)含量的增加而升高,导缎活化能随Ca~(2+)含量的增加而减小,线膨胀率和线膨胀系数随Ca~(2+)含量的增加而增加。与常规固相法相比,GNP沾合成La_(1-x)Ca_xCrO_3粉体颗粒细小、均匀、比表面积大,有利于材料烧结致密化温度的降低利材料晶体结构、显微结构的优化。GNP法制备的La_(0.8)Ca_(0.2)CrO_3陶瓷具有较低的烧结致密化温度(~1400℃)、优良的电子导电性能(800℃时约为31.1S℃m~(-1))以及能够较好地与其他SOFC组元相匹配的热膨胀系数(~10.1×10~(-0)/K~(-1))。
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1 |
吴越;均质固体催化剂[J];应用化学;1992年02期 |
2 |
钱晓良;李焰;卢国强;王海龙;;复合氧化物陶瓷材料在较低温度下的催化性能[J];功能材料;1992年03期 |
3 |
罗孟飞,袁贤鑫,陈敏;热重法研究Mn-Ce复合氧化物的还原性能[J];浙江大学学报(理学版);1993年01期 |
4 |
远松月,李景虹,于作龙;甲烷氧化偶联La-Mn-Li系复合氧化物催化剂的研究[J];应用化学;1993年02期 |
5 |
郑洪元;杜少斌;吕光烈;楼辉;马福泰;王瑾;;四方晶系La_(2-x)Sr_xNiO_4复合氧化物结构与性能的研究[J];化学学报;1993年04期 |
6 |
李思温,任玉芳;NdSr_(1-x)M_xNiO_4(M=Ca,Ba)的合成,结构和电学磁学性[J];应用化学;1994年04期 |
7 |
杨锡尧,任韶玲,何晖,王大庆;新型催化剂载体材料—镁铝复合氧化物的制备及其物理化学性质[J];分子催化;1996年02期 |
8 |
刘持标,赵震,杨向光,叶兴凯,吴越;复合氧化物La_(2-x)(Sr,Th)_xCuO_(4±λ)——一种新型的苯酚羟化催化剂[J];科学通报;1997年21期 |
9 |
陈银飞,卓广澜,葛忠华,吕德伟;MgAlFe复合氧化物高温下脱除低浓度SO_2的性能[J];高校化学工程学报;2000年04期 |
10 |
石晓波,王赛英,李春根,汪德先;Fe-Mo复合氧化物超细微粒催化剂的合成及表征[J];江西师范大学学报(自然科学版);2000年04期 |
11 |
王永新,陈大茴;类水滑石衍生的铁镁铝复合氧化物的制备及与SO_2的反应性[J];硅酸盐学报;2005年02期 |
12 |
张治安;杨邦朝;胡永达;;超级电容器Mn-Pb纳米复合电极材料的电化学性能研究(英文)[J];功能材料;2006年02期 |
13 |
陈慧琴;詹正坤;;钴镁铁水滑石的合成、表征及衍生复合氧化物酸碱催化活性研究[J];化学研究与应用;2006年10期 |
14 |
李嫱;王永新;;镁铝铁复合氧化物脱除低浓度二氧化硫研究[J];硅酸盐通报;2007年04期 |
15 |
张红霞;;锌基复合脱硫剂脱硫性能的研究[J];燃料化学学报;2007年05期 |
16 |
尹红哲;徐英明;程晓丽;高山;赵辉;霍丽华;;溶胶-凝胶法制备In-Cd纳米复合氧化物及其气敏性能研究[J];无机化学学报;2011年06期 |
17 |
张衡中,张平民,陈新民;钇钡铜氧系复合氧化物标准熵的估算[J];有色金属;1993年01期 |
18 |
张衡中;复合氧化物标准生成焓的估算[J];有色金属;1994年01期 |
19 |
王宝辉,马春曦,张丽华;ABO_3/CaO的CO催化氧化特性与烧炭动力学[J];石油化工;1997年04期 |
20 |
蒙衍强,赵临远,唐献兰,兰翠玲;钙钛矿型复合氧化物LaGa_xMn_(1-x)O_3制备及表征[J];广西师范大学学报(自然科学版);2003年04期 |
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