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[1]李文昭,黄志良*,陈常连,等.过渡元素掺杂固体电解质的制备及电性能[J].武汉工程大学学报,2016,38(4):350-356.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2016. 04. 008]
　LI Wenzhao,HUANG Zhiliang*,CHEN Changlian,et al.Preparation of Transition Elements Doped Solid Electrolyte and Its Electrical Properties[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2016,38(4):350-356.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2016. 04. 008]
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过渡元素掺杂固体电解质的制备及电性能(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
38
期数:
2016年4期
页码:
350-356
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2016-08-28

文章信息/Info

Title:
Preparation of Transition Elements Doped Solid Electrolyte and Its Electrical Properties
作者:
李文昭; 黄志良*; 陈常连; 陈　娟; 夏红亮
武汉工程大学材料科学与工程学院， 湖北 武汉 430074
Author(s):
LI Wenzhao;  HUANG Zhiliang*;  CHEN Changlian;  CHEN Juan;  XIA Hongliang
School of Material Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China
关键词:
燃烧合成; 硅酸镧; 固体电解质; 掺杂; 电导率
Keywords:
combustion synthesis;  lanthanum silicate;  solid electrolyte;  doping;  conductivity
分类号:
TM911.3
DOI:
10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2016. 04. 008
文献标志码:
A
摘要:
为了解决固体氧化物电解质在中温范围（500 ℃～800 ℃）工作电导效果不佳的问题，采用燃烧合成方法以氧化镧及过渡离子氧化物为原料，制备了过渡金属元素掺杂的硅酸镧体系电解质材料. 用X-射线衍射图谱、扫描电子显微镜以及红外光谱对所得电解质进行了物相和显微结构分析. 研究表明，掺杂离子对电解质的物相结构及形貌影响很小，但是通过引入适量过渡掺杂离子，能够有效提高电解质的电导率. 当掺杂量摩尔比x=1.0时，锌掺杂后硅酸镧电解质具有最高的离子电导率，在500 ℃时的电导率可达2.106×10-2 S/cm. 相比于未掺杂电解质在500 ℃电导率为1.71×10-3 S/cm有了显著提升. 元素铜的掺入对电解质的致密度有促进作用，压片和二次烧结后电解质的密度达94.1%. 同时通过交流阻抗测试分析证实镍在硅位掺杂会降低电解质的电导率.
Abstract:
To improve the ionic conductivity of solid oxide electrolyte at the middle temperatures of 500 ℃-800 ℃, we synthesized the solid oxide electrolyte of apatite type lanthanum silicate by combustion method using La2O3 and transition oxide as raw materials. The phase and microscopic structure of as-prepared electrolytes were investigated by X-ray diffraction, scanning election microscopy and infrared spectroscopy. The results show that the ionic conductivity of electrolyte is effectively improved with proper amount of transition ion doping. And the effects of transition ion dopants on crystal structure, phase and morphology of apatite type lanthanum silicate are minimal. The electrolyte doped with zinc reaches the highest ionic conductivity of 2.106×10-2 S/cm at 500 ℃ when the doping molar ratio is 1.0, showing a significant increase of electronic conductivity compared to un-doped electrolyte of 1.71×10-3 S/cm at the same temperature. The relative density of apatite type lanthanum silicate electrolyte is promoted by the copper dopant. After tableting and secondary sintering, the relative density of copper doped electrolyte reaches 94.1%. Meanwhile, the result of electrochemical impedance spectroscope confirmes that nickel in silicon doping reduces the ionic conductivity of the electrolyte.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
更新日期/Last Update: 2016-07-29