论文部分内容阅读
氧离子导体因可作为固体电解质应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)、传感器、电催化、膜分离和膜反应器等,而在能源、冶金、化工、环保等领域具有广泛的应用前景。钼酸镧作为一类新型氧离子导体材料一经报道便备受关注。在晶体结构、相变、导电机理、掺杂改性等方面已经展开了大量的研究工作。
本文以“Ba掺杂La2Mo2O9基氧离子导体的物性研究”为题,采用内耗和介电弛豫等实验技术,研究了La位Ba掺杂对La2Mo2O9氧离子导体的结构相变、氧离子的弛豫扩散特性、还原气氛下(5%H2+Ar)的交流阻抗谱和氧离子输运性能的影响,以及在还原气氛下的稳定性。研究发现,Ba掺杂可以很好的抑制纯La2Mo2O9材料中的α/β构相变的发生,将高导电的β相保持到低温。在内耗-温度谱中观察到了三个内耗峰(PL,PH和PC,测量频率为1 Hz时,分别位于450K,550K和850K附近)。其中,PL峰为一弛豫型内耗峰,其微观机制起源于La2Mo2O9中氧离子的扩散弛豫。PH峰的微观机制对应于氧离子/氧空位分布的动态无序到静态无序的转变过程。而PC峰则是和Ba离子的短程扩散相联系,是一典型的Snoek型内耗峰,其弛豫过程对应于应力诱导的Ba离子的重新取向弛豫过程。结果表明,所有La2-xBaxMo2O9-δ试样在不同测量频率下均观察到一明显介电损耗峰,此损耗峰峰位随测量频率(温度谱)或测量温度(频率谱)的升高移向高温或高频,表现出典型的弛豫特征。直流电导测试发现,掺杂浓度低于7.5%(x=0.15)时,在温度低于560℃条件下,La2-xBaxMo2O9-δ试样的导电率均高于同温度下未掺杂La2Mo2O9试样的导电率。适量Ba掺杂可以提高氧离子导体La2Mo2O9在还原气氛(本章为5%H2+Ar)下的化学稳定性。