LnSrCoO（Ln=La，Pr，Nd，Sm，Eu）薄膜阴极材料制备与性能的研究

摘要

本文首先以固相反应法制备了固体氧化物燃料电池(SOFC)的阴极材料Lno<,0.5>Sr<,0.5>CoO<,3-δ>(Ln=La,Pr，Nd，Sm，Eu)的超细粉体材料。研究了不同稀土元素掺杂时的晶体结构和电输运性能，分析了钙钛矿体系结构的形成过程，测试了样品在不同温度下的直流电导率。 然后采用离子束溅射法在YSZ和LaA10<,3>单晶衬底上沉积了La<,0.5>Sr<,0.5>Co0<,3-δ>薄膜，对薄膜表面物相的微结构、组分以及化学状态等进行分析测试。 结果显示，通过固相反应法当烧结温度达到1200℃时可以形成稳定的单一的钙钛矿相阴极材料。样品直流电导率在700℃附近出现最大值，低温段的导电行为符合小极化子导电机制，La<,0.5>Sr<,0.5>Co0<,3-δ>材料的电导率在中温范围内最大，电学性能最好。 对薄膜材料的XRD谱分析表明，La<,0.5>Sr<,0.5>Co0<,3-δ>薄膜在YSZ和LaA10<,3>上生长时随着热处理温度的升高有取向增强的趋势，并且晶粒度增大，当热处理温度为750℃时薄膜择优取向生长的最好，晶粒度最大，氧输运性能最好。XPS谱分析表明，La<,0.5>Sr<,0.5>Co0<,3-δ>薄膜表面化学状态为：La<'3+>，Sr<'2+>，C0<'3+>，C0<'4+>，0<'2->。同时La<,0.5>Sr<,0.5>Co0<,3-δ>膜上存在晶格氧和吸附氧两种氧物种，并且随着热处理温度的升高，晶格氧的比例减小氧空位浓度增加，Co的电子结合能降低，氧化学计量(3-δ)减小，产生的氧空位增加，有利于提高阴极的导电能力。

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第二章理论基础

第三章实验

第四章结果与讨论

第五章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间完成和发表的学术论文及参加的项目