氧化铈基氧离子导体期中汇报

1、CDIOCDIO中期汇报中期汇报氧离子导体氧离子导体 CeOCeO2 2组组指导老师指导老师组别组别姓名姓名学号学号课题名称课题名称吴修胜第一小组潘院究不同离子半径掺杂的氧离子导体 （YDC GDC）张家二小组周a和Sm掺杂的CeO2基氧离子导体的对比周大树三小组吴政究不同烧结温度对氧离子导体的影 响（GDC）卢春兆志报提纲汇报提纲 1.

2、前期工作前期工作 2.实验与课程核心知识点的联系实验与课程核心知识点的联系 3.后期工作后期工作1.前期工作时间时间地点地点主题主题主持主持/汇报人汇报人参加人员参加人员2015.10.20主教楼1311CDIO认知及分组吴修胜全体20名大组成员2015.11.2西辅楼3301方案初步确定吴修胜全体20名大组成员2015.11.11西辅楼3106各小组方案讨论吴修胜全体20名大组成员回去后查阅了很多文献，比如在图书馆检索，在中国知网上下载，在百度上搜索等。 引用的文献资料：引用的文献资料：、引用的文献资料： 1）邓莉萍, 罗军明, 袁永瑞, 等.Ce0.8Sm0.1Gd0.1O1.9电解质的制

3、备及其性能研究 J .稀有金属, 2008, 32(2):195-198。 2）邸婧, 王成扬, 陈明鸣, 等.低温固体氧化物燃料电池新型CeO2 基复合电解质研究 J .无机材料学报, 2008 ,23(3):573-577。 3）占忠亮，温廷琏，聂怀文，黄文华,“氧化杉掺杂氧化饰的离子传输机制研究”， 中国科协2001年学术年会(2001年9月，长春)。 4）李英, 谢俗生, 龚江宏, 等. 制备工艺对( ZrO2) 0. 9( Y2O3) 0. 04( CaO) 0. 06 电解质材料电性能的影响 J .电源技术, 2001, 25( 5) : 330-333. 5 ）夏俊霄, 张 鸿,

4、 李亚玲, 等. Ce0.8Sm0.2O1.9-La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2-O2.85 复合材料的制备与导电性J. 中南大学学报(自然科学版), 已接收. 6 ）徐 丹. 中温固体氧化物燃料电池CeO2 基复合电解质材料的制备和性能研究D. 长春: 吉林大学, 2008: 1119. 7 ）Peng R R;XiaCR;FuQX;Meng GY,Peng D K Sintering and electrical properties of (CeO2)0.8 (Sm2O3)0 1 powders prepared by glycine-nitrate process外文期刊 20

5、02(06) 引用的文献资料：经过一系列查阅思索最终理解制定方案。二、实验与课程核心知识点的联系二、实验与课程核心知识点的联系1）与无机材料科学基础的联系： 、晶体结构：立方萤石结构 、氧空位形成的缺陷反应方程式： 在还原气氛中： 氧化钐掺杂时： 、固溶体 ： 固溶体是指溶质原子溶入溶剂晶格中而仍保持溶剂类型 的合金相。这种相称为固溶体固溶体，这种组元称为溶剂溶剂，其它的组元即为溶质溶质。 固溶体性能： （1）固溶强化 （2）固溶度 （3）固溶热处理 （4）固溶体的电性能2）与材料研究方法的联系、 ：、SEM（扫描电镜）原理：依据电子与物质的相互作用。当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发

6、的区域将产生二次电子、俄歇电子、特征x射线和连续谱X射线、背散射电子、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。同时，也可产生电子-空穴对、晶格振动 （声子）、电子振荡 （等离子体）。原则上讲，利用电子和物质的相互作用，可以获取被测样品本身的各种物理、化学性质的信息，如形貌、组成、晶体结构、电子结构和内部电场或磁场等等。 3）与材料物理性能的联系 、氧化铈的导电机理： 氧化铈是一种混合型导体，氧离子、电子和空穴对电导率的贡献几乎相同。 、提高电导率的方法：减小材料熔点，电导率变大增大离子半径（离子间隙大），电导率变大离子价数越小，电导率越大离子的浓度梯度越大，导电性越好（扩散方向与

7、外电场方向一致） 、n-型半导体型半导体：氧化铈的掺杂物对导电性的影响（查资料）实验流程图第一小组浓硝酸去离子水氧化钆(氧化钇)硝酸铈搅拌溶解澄清溶液浓氨水柠檬酸调pH至10左右 澄清溶液酸式滴定管机械搅拌混浊液沉淀、抽滤、燃烧淡黄色粉末预烧GDC粉体压片高温烧结成型实验流程图第二小组溶胶-凝胶法制备 GDC 粉体浓硫酸去离子水氧化钆硝酸铈搅拌溶解澄清溶液浓氨水柠檬酸调pH澄清溶液水浴机械搅拌粘稠溶胶实验流程图第三小组燃烧干凝胶预烧GDC粉体压片高温烧结成型（温度为变量）3.后期工作 3.1物理测试 3.1.1电解质片致密度测试 采用游标卡尺测电解质片的直径，计算其平均直径，用螺旋测微器测电解

8、质片的厚度，计算其平均厚度，用电子天平称量其质量。根据计算电解质片的致密度。 3.1.2粉体及电解质片形貌分析 将溶胶凝胶法及共沉淀法制备的 粉体、高温烧结后得到的电解质片及电化学测试后的 电解质片，粘在导电胶上，喷金后的样品在扫描电子显微镜下观察其形貌。 3.1.3热重-差热分析测试 将溶胶-凝胶法及共沉淀法制备的粉体研磨成粉末，做 TG-DTG 分析测试。气氛为空气气氛，测试温度为室温至 800，升温速率为 2/min。根据测试所得的 TG-DTG 曲线能够确定粉体的预烧温度。 3.1.4 物相分析测试 将溶胶-凝胶法及共沉淀法制备的粉体研磨成粉末样品，用 X 射线衍射仪（XRD）进行测试。 3.2电化学性能测试 3.2.1固体电解质电导率测试 将抛光好的电解质片两面烧上铂电极，并且用铂网做集流体。利用电化学工作站 CHI604D 测电解质的交流阻抗值。测试在开路电位下进行，测量频率为1MHz0.01Hz，测试温度为500800，测试温度间隔为50。根据测得的交流阻抗谱图读取阻抗值，已知电解质片的厚度及电极面积，根据公式计算出电导率值。 3.2.2固体电解质稳定性测试 为了研究电解质片的长期稳定性，采用恒流极化的方法进行测试。用电化学工作站 CS310 进行恒流极化。测试在开路电位下进行，测量频