钙钛矿型中温固体电解质的合成与性能(6)
制备SDC粉末有很多种方法，其中以湿化学方法居多，如：溶胶一凝胶法、水热法、共沉淀法、燃烧法等，这些方法制备出的粉末具有较好的形貌和分散性，但是制各过程大多比较繁琐，需要很多步骤，因此在大规模生产上应用比较困难。喷雾热解法具有传统液相法和气相法的诸多优点，如产物狠粒之间组成相同、粒予为球形、形态大小可控等，此外区别于其他方法的最显著的优点则在于整个制备过程简单，能够满足大规模工业化生产的要求。
近年来, 固体氧化物燃料电池（SOFC）作为一种很有发展前景的能源形式, 以其高效、清洁、无腐蚀和结构设计多样化的优点受到世人的关注。作为SOFC 的重要组成部分, 电解质对电池的性能有非常重要的影响。研究最早的氧化忆稳定氧化镐（YSZ）系列电解质仅在高温下（800-1000℃）才有较高的离子导电率, 而高工作温度必然会引发一系列问题, 如电极一电解质界面固相反应、阳极烧结、密封材料选择困难等。因此, 降低SOFC的工作温度到中低温区（800℃以下）已成为近年来研发趋势。将工作温度降低可以扩大对密封材料的选择范围, 降低制造成本, 还可延长电池的寿命。为此, 需要开发适用于中低温的材料和技术。其中, 研发中低温下具有较高离子电导率的电解质材料是此领域的热点。研究表明, 稀土或碱土氧化物掺杂CeO2基氧化物在较低温度下就具有较高的离子电导率,其中Ce0.8Sm0.2O2（SDC）在CeO2 基中温电解质材料中具有最大的电导率。不同的合
成方法和处理工艺都可能对电解质的各种应用性能如表面活性、电导率和烧结性能等+产生不同的影响。本文采用溶液共混锻烧的方法获得到泡沫状、疏松的SDC 粉体, 并对粉体物相烧结体形貌和烧结体密度进行了分析。
2 实验部分
2.1 实验试剂和仪器
本实验采用低温燃烧合成法来制备Ce0.8Sm0.2O2粉体。实验用试剂见表2.1，实验中用到的主要仪器设备见表2.2。
表2.1 实验用主要试剂
名称 分子式 分子量 纯度 产地
吹冰水硝酸铈 Ce(NO3)3.6H2O 434.12 分析纯 成都科龙化工试剂厂
吹冰水硝酸钐 Sm(NO3)3.6H2O 451.25 分析纯 北京偶合科技有限公司
聚乙烯醇 C2H4O 44 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
表2.2 实验仪器一览
仪器名称及型号 生产厂家
X-射线粉末衍射仪D/MAX–ⅡB型 日本理学电机株式会社
扫描电子显微镜2038 日本理学电机株式会社
热重差热分析仪STA449C 德国耐驰仪器公司
管式电阻炉SKZ–4–12 天津中环实验电炉公司
压片机769YP–15A 天津市科器高新技术公司
电热恒温鼓风干燥箱DHG–9036A 上海精宏实验设备有限公司
电化学工作站CHI660D 上海辰华仪器有限公司
高温炉HTF-1700 南京好特炉业有限公司
电子天平FA1004
上海上平仪器有限公司
此外，试验中还用到称量纸、烧杯、玻璃棒、电加热套、电加热器等仪器。
2.2合成工艺
本研究采用的技术路线见图2.2。
1、按照Ce0.8Sm0.2O2分子式计算所需反应物比例，按照比例分别称取3种反应物。
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