Al_2O_3掺杂对Ce_(0.8)Gd_(0.15)Y_(0.05)O_(2-δ)固体电解质的微结构与电性能的影响

摘要

采用溶胶-凝胶法制备了AlO1.5掺杂浓度为0.5%,1.0%,2.0%的AlO1.5/Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ固体电解质材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和交流阻抗谱研究了Al2O3掺杂对Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ微观结构及电性能的影响,结果表明:800℃焙烧的所有粉末样品均为单相立方萤石结构,在所有样品中,AlO1.5掺杂量为0.5%的样品晶粒均匀,较致密,交流阻抗谱测试表明掺杂AlO1.5(x=0.5%)使Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ晶界电阻减小,晶界电导率增高;当AlO1.5掺杂量x≥1%时,Al2O3对晶界的阻塞作用使晶界电导率降低,在所有样品中Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ/0.5%AlO1.5晶界电导率最高(σ700℃=8.12×10-3S/cm),说明在Ce0.8Gd0.15Y0.05O2-δ少量掺杂AlO1.5(x=0.5%)具有烧结助剂和晶界清除剂的作用.