钙钛矿型中温固体电解质的合成与性能(5)
R.D.PumhjtM等用氨基乙酸作为助燃剂，把Ce(N03)3和氨基乙酸以一定摩尔比混合，然后点燃，燃烧后的粉末经550℃热处理1h，制得的CeO2粉末的比表面积和一次颗粒的尺寸分别为75m2／g和2．5～12nm，粉末再经250MPaq：压成型，1250℃煅烧1h，制得相对密度为94％的CeO2陶瓷，具有亚微米级的晶粒尺寸。
1.3.6 喷雾热解法
喷雾热解法，英文称为Spray Pyrolysis，简称SP法，这种方法的基本工艺为：先以水、乙醇或其他溶剂将含所需阳离子的盐类配成溶液，再通过喷雾装置将反应液雾化并导入反应器中，在那里将前驱体溶液的雾滴干燥，同时反应物发生热分解或燃烧等化学反应，从而得到与初始反应物完全不同的具有全新化学组
成的超细微粒物。喷雾热解法采用液相前驱体的气溶胶过程，可使溶质在短时间内析出，兼具传统液相法和气相法的诸多优点，如产物颗粒之间组成相同、粒子为球形、形态大小可控、过程连续及工业化潜力大等[37]，具体如下：
(1)由于微粉是由悬浮在空中的液滴干燥而来的，所以制备的颗粒一般呈十分规则的球形，且在尺寸和组成上都是均匀的，这对于如沉淀法、热分解法和醇盐水解法等其他制各方法来说是难以实现的，这是因为在一个液滴内形成了微反应器且干燥时间短，整个过程迅速完成。
(2)产物组成可控。因为起始原料是在溶液状态下均匀混合，故可以精确地控制所合成化合物或功能材料的最终组成。
(3)产物的形态和性能可控。通过控制不同的操作条件，如合理的选择溶剂、反应温度、喷雾速度、载气流速等来制得各种不同形态和性能的微细粉体。由于方法本身利用了物料的热分解，所以材料制备过程中反应温度较低，特别适用于晶状复合氧化物超细粉末的制备。与其他方法制备的材料相比，产物的表现密度小、比表面积大、微粉的烧结性能好。
(4)制各过程为一连续过程，无需务种液相法中后续的过滤、洗涤、干燥、粉碎过程，操作简单，因而有利于工业放大。
(5)在整个过程中无需研磨，可避免引入杂质和破坏晶体结构，从而保证
产物的高纯度和高活性。
S.Oharat等用喷雾热解法制备出NiO-SDC粉末，并且研究发现粉末中NiO的量对Ni-SDC陶瓷电极的极化率有很大的影响。当Ni-SDC陶瓷中Ni的体积含量为50％，电流密度为300mA／cm2时，电极的极化率为30mV。
1.4 选题的目的和意义
现代社会科学技术飞速发展，能源的紧缺问题也成为新世纪各国关注的焦点。在这种情况下，SOFC由于其具有能量转化率高和无环境污染的优点而倍受瞩目。YSZ陶瓷作为SOFC常用的电解质材料，必须在超过1000℃以上的高温下工作，才能保证有较好电导率，而SOFC长时间在高温下工作，会带来一系列问题，如电极材料的热匹配、高温导致材料失效等问题。因此，降低SOFC的工作温度变得至关重要。
而掺杂CeO2系列材料，由于在低温下(400～800℃)也具有很高的电导率，因而有望成为新一代的SOFC电解质材料。CeO2可以与很多元素的氧化物形成萤石结构的固溶体，其中最常见的是稀土元素掺杂CeO2材料。在众多的掺杂Ce02材料中，Sm203 中的Sm3+与Ce4+的半径相差最小，掺杂时所带来的晶格畸变程度最小，因而表现出很高的电导率，成为研究非常热门的SOFC电解质材料SDC。同样，Ni-SDC陶瓷也在低温下表现出很好的电池性能。
但是目前最大的难点在于，Sm203掺杂后的SDC陶瓷的致密化和晶粒生长都很慢，尤其是当掺杂浓度超过10％以后，晶粒的长大非常困难。通常，1400℃烧结4h后的SDC陶瓷的平均晶粒大小仅为0.吹冰am左右。
众所周知，前驱粉末的特性对其烧结后的陶瓷的结构和性能有非常重要的影响，因此对前驱粉末的制备进行研究至关重要。所以要制备出致密的SDC陶瓷，必须要选择合适的制各方法来制备出具有很好形貌和尺寸分布的SDC粉末。同样，Ni-SDC陶瓷的前驱粉末NiO-SDC粉末的制备也非常重要。
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