氧化铈基电解质多元掺杂性能的研究

摘要

试验研究了一种新颖的电解质材料,探讨了基于CGO(Ce<,0.8>Gd<,0.2>O<,1.9>)的多元掺杂对电解质性能的影响,发现Sm、Nd、La和Y掺杂后离子导电率明显提高.设计了一种复合掺杂电解质成分Ce<,0.8>Gd<,0.14>Sm<,0.03>Nd<,0.01>La<,0.01>Y<,0.01>O<,1.9>,复合掺杂后在600℃,700℃,800℃的离子电导率比CGO在这些温度下的离子电导率大约提高一倍.复阻抗谱分析也表明掺杂提高离子电导的规律,同时发现800℃时高频半周所代表的晶内电导和低频半周所代表的晶界电导有接近或重合的趋势.热分析表明多元掺杂后热膨胀系数有所下降.SEM断口形貌观察到未烧结颗粒和孔隙的存在,并认为其存在导致总电导的降低,发现原粉细小、多元掺杂以及提高烧结温度有利于烧结,从而有助于提高离子电导率.