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过渡金属离子改性中温氧离子导体的设计合成及性能研究

过渡金属离子改性中温氧离子导体的设计合成及性能研究
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  • 批准号:20671088
  • 批准年度: 2006年
  • 学科分类:景观与区域生态学(C0307) |
  • 项目负责人:杨文忠
  • 负责人职称:暂无数据
  • 依托单位:中国科学院长春应用化学研究所
  • 资助金额:0万元
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 研究期限:2007年01月01日 至 2009年12月31日
  • 中文关键词: 过渡金属;离子;改性;中温氧离子导体
  • 英文关键词:Solid electrolyte; Transition metal oxides; Rare earth; Electrical properties

项目摘要

中文摘要

研究了异价离子的取代,得到多系列新型稀土复合氧化物Ce6-xRExMoO15-y(RE=Sm、Gd、Ho、Dy、Y、Er等)。研究了不同稀土离子的取代对结构及导电性能的影响;研究了CeO2和CeMoO15不同基体固体电解质及其掺杂体系结构与电性能的关系;.将过渡金属氧化物MoO3作为烧结促进剂加入CeO2基电解质材料,探讨了MoO3作为烧结助剂的机制,确定了MoO3在(CeO2:Nd) NDC和(CeO2:Gd)GDC体系中的最佳用量及其对材料结构与电性能的影响,MoO3是CeO2基电解质的理想烧结助剂;.对于陶瓷材料中普遍存在的基本杂质SiO2,烧结时通常偏聚到晶界处,阻塞晶界的移动或扩散,增大晶界电阻,降低多晶电解质材料的电导率。.将MgO 加入到SiO2含量为500ppm的SDC体系,ZnO加入到SiO2含量为500ppm的GDC体系。研究表明,MgO和ZnO既可作为CeO2基电解质的烧结助剂,又可作为晶界杂质改善剂。当Pr6O11 掺杂于Ce0.87Sm0.13O2-δ体系后可减少其晶粒表面和晶界处的坑痕或孔隙,增加材料的致密性、降低材料的晶界电阻和电极界面电阻。

英文摘要

A series of oxide ionic type rare-earth composite Ce6-xRExMoO15-y (RE = Sm, Gd, Ho, Dy, Y, Er, etc.) have been synthesized by the substitution of different valence ions in the crystal structure. The replace influence of different rare earth ions on crystal structure and conductive performance was investigated. The relationship between CeO2, CeMoO15 base solid electrolyte and the crystal structure and transport performance was discussed in these doping systems..The transition metal oxides MoO3 was added into CeO2 as sintering accelerator-based electrolyte materials. Study the mechanism of MoO3 as sintering aids. We find the best dosage of MoO3 identified in the NDC (CeO2: Nd) and GDC (CeO2: Gd) system and the influence of optimized MoO3 content to structure and electrical properties. We confirm the MoO3 is the ideal of sintering aids for the CeO2-based electrolyte..For the ceramic materials are prevalent in the SiO2 impurity, it usually segregated to the grain boundaries, blocking the movement of grain boundaries or spread, increasing the grain boundary resistance and lower electrical conductivity of polycrystalline electrolyte materials. The MgO and ZnO were added into the CeO2 based electrolyte materials as sintering aids. The optimized MgO content is about 500ppm in SDC system and the optimized ZnO content is about 500ppm in GDC system. It is shown that MgO and ZnO can be used as sintering additives but also as an agent to improve the grain boundary impurities in the CeO2-based electrolytes materials..Our investigation shows that when the Pr6O11 was doped into Ce0.87Sm0.13O2-δ system it can reduce the grain surface and grain boundary of the pit marks or pores and increase the density of materials, reduced material grain boundary resistance and electrode interface resistance.

结题摘要

研究了异价离子的取代,得到多系列新型稀土复合氧化物Ce6-xRExMoO15-y(RE=Sm、Gd、Ho、Dy、Y、Er等)。研究了不同稀土离子的取代对结构及导电性能的影响;研究了CeO2和CeMoO15不同基体固体电解质及其掺杂体系结构与电性能的关系;将过渡金属氧化物MoO3作为烧结促进剂加入CeO2基电解质材料,探讨了MoO3作为烧结助剂的机制,确定了MoO3在(CeO2:Nd) NDC和(CeO2:Gd)GDC体系中的最佳用量及其对材料结构与电性能的影响,MoO3是CeO2基电解质的理想烧结助剂;对于陶瓷材料中普遍存在的基本杂质SiO2,烧结时通常偏聚到晶界处,阻塞晶界的移动或扩散,增大晶界电阻,降低多晶电解质材料的电导率。将MgO 加入到SiO2含量为500ppm的SDC体系,ZnO加入到SiO2含量为500ppm的GDC体系。研究表明,MgO和ZnO既可作为CeO2基电解质的烧结助剂,又可作为晶界杂质改善剂。当Pr6O11 掺杂于Ce0.87Sm0.13O2-δ体系后可减少其晶粒表面和晶界处的坑痕或孔隙,增加材料的致密性、降低材料的晶界电阻和电极界面电阻。

评估说明

    国家自然科学基金项目“过渡金属离子改性中温氧离子导体的设计合成及性能研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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