專利名稱：碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種以成分為特征的陶瓷組合物，尤其涉及一種碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
燃料電池由于具有能量裝換效率高、無污染、燃料適配性強、重量輕和侖固態(tài)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點，極具發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景，被稱為21世紀最有希望的新一代綠色化學(xué)發(fā)電裝置。固體氧化物燃料電池(SOFC)的發(fā)展趨勢之一是降低電池工作溫度。鈣鐵礦結(jié)構(gòu)質(zhì)子導(dǎo)體具有較高的電導(dǎo)率和質(zhì)子遷移數(shù)以及較低的電導(dǎo)活化能(hallara H，OnoK.Proton conduction insintered oxides based on BaCeO3[J].J.Electrochem.Soc.,1988,135(2):529 533)，是中溫固體氧化物燃料電池(IT-SOFC)電解質(zhì)材料最佳選擇之一。簡單鈣鐵礦結(jié)構(gòu)質(zhì)子導(dǎo)體可分為低價離子摻雜的飾酸鹽與鋯酸鹽兩類。飾酸鹽質(zhì)子導(dǎo)體主要包括各種低價離子摻雜的BaCe03、SrCeO3等，該類材料電導(dǎo)率較高，其單晶材料在高溫下的電導(dǎo)率可達S/cln數(shù)量級，多相陶瓷一股在10_2 lS/cln之間，但化學(xué)穩(wěn)定性較差，在CO 2和H2S氣氛中容易反應(yīng)生成CeO 2與相應(yīng)的碳酸物，從而導(dǎo)致電導(dǎo)率的下降，降低燃料電池的使用壽命，或者對燃氣純度及反應(yīng)過程中的氣氛要求較高，從而導(dǎo)致較高的使用成本及維護費用。鋯酸鹽質(zhì)子導(dǎo)體包括BaZrO3和SrZrO3等，該類材料幾乎為純質(zhì)子電導(dǎo)，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，機械性能優(yōu)越，但其制備困難，需要較高的燒結(jié)溫度，且晶界電導(dǎo)率較低，作為燃料電池的電解質(zhì)內(nèi)阻較大，影響電池的效率(Lguchi F，Tsurui T, SataN,etal.Therelationship between chemical composition distributions and specificgrain boundary conductivity in Y-doped BaZr03pfoton conductors[J].Solid State1nics, 2009,180 (6-8):563 568)。對于單一的鋯基與鈰基氧化物，高質(zhì)i電導(dǎo)與高穩(wěn)定性能難以同時滿足，單獨作為燃料電池電解質(zhì)都不甚理想。據(jù)報道，BaCeO3與BaZrO3可以形成無限固溶體BaZrxCei_x03，通過Ce取代部分BaZrO3中的Zr，可以在保證材料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性的前提下 提高 材料的電導(dǎo)率。在過去的十幾年中，研究者對鋯鈰基固溶體材料遞行了廣泛的研究。固溶體材料的性質(zhì)隨著鋯鈰比的變化而變化，鋯含量的提高有利于材料的穩(wěn)定性，鈰含量的提高則有利于材料的導(dǎo)電性能。Liu等人采用檸檬酸自燃燒法合成了 BaZfaiCe0H粉體，以Ni基為陽極，制備了厚度為20 μ m的BaZfaiCe0H鋯鈰固溶薄膜電解質(zhì)，采用Slna 5Sr0.5Co03_δ-BaZr0.7Y0.203_s作為復(fù)合陰極，組裝的燃料電池在700° C時的輸出功率可達650mW/cm2，同時在600° C、0.5V恒定電壓下測試具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，并不影響電池的正常運行，較之前的研究成果有較大突破(MhgfeiL, Jianfeng G.High performance of anode supported BaZr0 JCe0 7Υ0 203_δ (BZCY)electrolyte cell for IT-SOFC[J].1nternational Journal of Hydrogen Energy,2011,36(21) 1374廣13745)。但是由于BaZrO3的存在，材料的燒結(jié)致密化仍然存在一定困難，而且高溫?zé)Y(jié)容易造成Ba從A位缺失從而使材料的性能退化，因此研究更加容易的燒結(jié)方法是非常重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種制備方法簡單，節(jié)約成本，既能在較低溫度下燒結(jié)致密又能獲得優(yōu)良電導(dǎo)率的新型固體氧化物燃料電池的質(zhì)子導(dǎo)體材料。本發(fā)明采用檸檬酸凝膠自燃燒法制備鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體粉木，通過添加碳酸鋰燒結(jié)助劑來降低燒結(jié)溫度，提高致密度。改變碳酸鋰的添加量，研究碳酸鋰一鋯鈰酸鋇材料各項性能，確定其最佳添加量，從而制備出性能優(yōu)良的陽極支撐型固體氧化物燃料電池。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn):碳酸鈍改性鋪錯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料,其原料組分及其摩爾含量為:BaCea7Zra J0.203_δ,在此基礎(chǔ)上，外加質(zhì)量百分比0% 7.5%的碳酸鋰和摩爾百分比0% 4%的氧化鋅；該碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料的制備方法，步驟如下:(I)按照BaCea7Zra Ja2 O 3_ δ 化學(xué)計量比分別稱取原料:Ba(NO3)2、ZrTO3)4.5Η20、Ce (NO3)3.6H20、Y(NO3)3.6Η20;按照總金屬鹽離子:乙二胺四乙酸即EDTA:檸檬酸為1:1.5:1 1:2:1摩爾比混合，加入到500mL去離子水中，用濃氨水調(diào)節(jié)pH值為6 8，力口熱攪拌蒸發(fā)水分，獲得粘稠狀的膠體，在不銹鋼反應(yīng)容器中進行反應(yīng)；再在240° C下預(yù)燒，保溫5小時；最后在1000 1100° C下煅燒，保溫5小時，獲得淺黃色純相BaCea7Zfa Ja2O 3-5粉體；(2)以步驟(I)制備的粉體為基體材料，添加質(zhì)量百分比0% 7.5%碳酸鋰和摩爾百分比0% 4%的氧化鋅，以無水乙醇為介質(zhì)球磨混合；經(jīng)干燥、研磨、過篩后將粉體放入模具中，在100 200MPa下干壓成型為坯體；再將所得坯體在1150 1300° C空氣氣氛中燒結(jié)，保溫4 6小時，自然冷卻至室溫，制得碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料。所述步驟(2)的燒結(jié)方式為埋燒，升溫速率5° C/分鐘。該鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料的相對密度為90%以上。本發(fā)明的有益效果:使用BaCea7ZraiYa2CVs作為電解質(zhì)材料 ，外加Li2CO3作為液相燒結(jié)助劑，從而使電解質(zhì)材料在較低的燒結(jié)溫度下達到致密。由于添加了無機鹽碳酸鋰，增加了質(zhì)子傳導(dǎo)的數(shù)目，改善了材料的晶界狀況，600° C下電導(dǎo)率預(yù)期可達10_2西門子/厘米。本發(fā)明在提高其燒結(jié)性能的同時改善了其電性能和穩(wěn)定性，為不斷推進鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料的應(yīng)用、開發(fā)固體氧化物燃料電池奠定理論基礎(chǔ)。


圖1為本發(fā)明實施例1中BZCY2.5L和BZCY試樣的XRD圖譜；圖2為木發(fā)明實施例1中添加碳酸鋰試樣的相對密度曲線；圖3為本發(fā)明實施例1中燒結(jié)后電解質(zhì)斷面的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；圖4為本發(fā)明實施例2中BZCY-5L試樣的掃描電子顯微鏡照片；圖5為本發(fā)明實施例1，2和5中添加不同Li2CO3摻雜含量的材料的電導(dǎo)率曲線。
具體實施方式
本發(fā)明所用原料均為分析純試劑，采用硝酸鹽-檸檬酸凝膠自燃燒法制備BaCea7ZraiYa2 O 3_δ粉體；下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步描述。實施例1按照BaCetl.7Zr。.Ja203_s 的化學(xué)計量比，取 I 摩爾 Ba (NO3) 2、Q.7摩爾 CeWO3) 3.6Η20、0.1摩爾21*(勵3)4*5!120、0.2摩爾￥(勵3)3*6!120，按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)= 1:1.5:1混合，溶解在5001nL去離子水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為8，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉末，再在240° C下預(yù)燒，保溫5小時，最后在1000° C下煅燒，保溫5小時，制備出純相的BaCea7ZraiYa2CVs (BZCY)淺黃色粉體。在基體粉料中添加質(zhì)量百分比為2.5%碳酸鋰，以無水乙醇為介質(zhì)球磨混合6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入12mm模具中進行干壓成型，壓力為lOOMPa，埋入碳酸鋰摻雜鈰鋯酸鋇粉料、在空氣氣氛中于1250° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫5小時，然后自然冷卻至室溫，制得 BaCe0 7Zr01Y0U 5%Li2C03 (BZCY2.5L)復(fù)合電解質(zhì)。圖1 為 BZCY 和 BZCY2.5L的XIRD圖譜，從圖中可以看出兩種材料均呈現(xiàn)單一的鈣鐵礦結(jié)構(gòu)，對于試樣BZCY-2.5L，雖然碳酸鋰作為獨立相加入，但在燒結(jié)試樣中并未出現(xiàn)碳酸鋰峰，說明碳酸鋰與主晶相固溶，從而促進燒結(jié)，使材料更加致密。采用阿基米德排水法測量其密度，從圖2可以看出在1250° C燒結(jié)后BZCY2.5L的相對密度達93%，從圖3該材料的掃描電子顯微鏡照片可見，晶粒排列緊密，并無氣孔存在，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性能，說明碳酸鋰的添加提高了材料的燒結(jié)性能。實施例2按照BaCea7Zr a Ja2O3-s 的化學(xué)計量比，取 I 摩爾 Ba (NO3) 2、0.7 摩爾 CeWO3) 3.6Η20、
0.1摩爾Zf(NO3)4.5Η20、0.2摩爾Y(NO3)3.6Η20,按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)=1:2:1混合，溶解在500mL去離子水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為6，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉末，再在240° C下預(yù)燒5小時，最后在1050° C下煅燒5小時，制備出純相的BZCY淺黃色粉體。在基體粉料中添加質(zhì)量百分比為5%的碳酸鋰，以無水乙醇為介質(zhì)混合球磨6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入12_模具中進行干壓成型，壓力為150MPa，埋入碳酸鋰摻雜鈰鋯酸鋇粉料、在空氣氣氛中于1250° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫5小時，然后自然冷卻至室溫，制得BaCea 7Zr0.Ja2(Vs-S^)Li2CO3(BZCY-5L)復(fù)合電解質(zhì)。采用阿基米德排水法測量其密度，相對密度達到95%以上。圖4是燒結(jié)試樣的掃描照片，試樣晶粒緊密排列，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性能。實施例3按照BaCea7Zra Ja2O3-s 的化學(xué)計量比，取 I 摩爾 Ba (NO3) 2、0.7 摩爾 CeWO3) 3.6Η20、
0.1摩爾21*(勵3)4.5!120、0.2摩爾￥103)3.6!120，按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)=1:1.5:1混合，溶解在500mL去離子水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為7，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉木，再在240° C下預(yù)燒5小時，最后在1100° C下煅燒5小時，制備出純相的BZCY淺黃色粉體。在基體粉料中添加質(zhì)量百分比為7%碳酸鋰，以無水乙醇為介質(zhì)混合球磨6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入15_模具中進行干壓成型，壓力為200MPa，埋入碳酸鋰摻雜鈰鋯酸鋇粉料、在空氣氣氛中于1150° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫6小時，然后自然冷卻至室溫，制得BaCea 7Zr0.,Y。.203_ δ -7%Li2C03 (BZCY7L)復(fù)合電解質(zhì)。采用阿基米德排水法測量其密度，相對密度達到90%，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性倉泛。實施例4按照BaCea7Zra Ja2O3-s 的化學(xué)計量比，取 I 摩爾 Ba (NO3) 2、0.7 摩爾 CeWO3) 3.6Η20、0.1摩爾21*(勵3)4.5!120、0.2摩爾￥(勵3)3.6!120，按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)=1:2:1混合，溶解在500mL去離子水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為8，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉木，再在240° C下預(yù)燒5小時，最后在1100° C下煅燒5小時，制備出純相的BZCY淺黃色粉體。在基體粉料中添加質(zhì)量百分比為7.5%碳酸鋰，以無水乙醇為介質(zhì)混合球磨6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入12_模具中進行干壓成型，壓力為IOOMPa,埋入碳酸鋰摻雜鈰鋯酸鋇粉料、在空氣氣氛中于1150° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫5小時，然后自然冷卻至室溫，制得BaCea7ZraiYa2CVs- .5%Li2C03(BZCY7.5L)復(fù)合電解質(zhì)。采用阿基米德排水法測量其密度，相對密度達到89%，與BaCea7Zra Ja2CVs基體相t匕，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性能。實施例5按照BaCea7Zr0H的化學(xué)計量比，取I摩爾Ba (NO3)2'0.7摩爾Ce (NO3) 3.6Η20、0.I 摩爾 Zr (NO3)4.5Η20、0.2 摩爾 Y(NO3)3.6Η20，按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)=1:1.5:1混合，溶解在500mL去離子水中，使甩氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為7，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉末，再在240° C下預(yù)燒5小時，最后在1100° C下煅燒5小時，制備出純相的BZCY淺黃色粉體。在基體粉料中添加質(zhì)量百分比為2.5%碳酸鋰和摩爾百分比為2.5%氧化鋅，以無水乙醇為介質(zhì)混合球磨6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入12_模具中進行干壓成型，壓力為lOOMPa，埋入碳酸鋰摻雜鈰鋯酸鋇粉料、在空氣氣氛中于1250° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫4小時，然后自然冷卻至室溫，制得 BaCe0.7Zr0.!Y0 2O3-δ-2.5%Zn0_2.5%Li2C03(BZCY-2.5L-2.5Z)復(fù)合電解質(zhì)。采用阿基米 德排水法測量其密度，相對密度達到90%，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性倉泛。實施例6按照BaCea7Zr0H的化學(xué)計量比，取I摩爾Ba (NO3)2'0.7摩爾Ce (NO3) 3.6Η20、0.I 摩爾 Zr (NO3)4.5Η20、0.2 摩爾 Y(NO3)3.6Η20，按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)=1:1.5:1混合,溶解在500mL去離子水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為7，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉木，再在240° C下預(yù)燒5小時，最后在1100° C下煅燒5小時，制備出純相的BZCY淺黃色粉體。在基體粉料中添加摩爾百分比為2.5%氧化鋅，以無水乙醇為介質(zhì)混合球磨6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入15mm模具中進行干壓成型，壓力為150MPa，埋入碳酸鋰摻雜飾錯酸鋇粉料、在空氣氣氛中于1200° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫5小時，然后自然冷卻至室溫，制得BaCea7ZraiY0U 5ZnO(BZCY-2.5Z)復(fù)合電解質(zhì)。采用阿基米德排水法測量其密度，相對密度達到90%，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性倉泛。實施例7按照BaCea7Zr0H的化學(xué)計量比，取I摩爾Ba (NO3)2'0.7摩爾Ce(NO3)3.6Η20、0.1 摩爾 ZfWO3) 4.5Η20、0.2 摩爾 Y (NO3) 3.6Η20，按照總金屬離子:EDTA:檸檬酸(摩爾比)=1:1.5:1混合，溶解在500mL去離子水中，使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH值為8，加熱攪拌使水分不斷蒸發(fā)從而獲得粘稠狀的淺黃色的凝膠，在不銹鋼反應(yīng)容器內(nèi)有機物燃燒從而獲得灰白色的粉末，再在240° C下預(yù)燒5小時，最后在1100° C下煅燒5小時，制備出純相的BZCY淺黃色粉體。在基體粉料中添加質(zhì)量百分比為2.5%碳酸鋰和摩爾百分比為4%氧化鋅，以無水乙醇為介質(zhì)混合球磨6小時，再經(jīng)過干燥、研磨、過篩后，將混合的電解質(zhì)粉料稱量0.7克倒入12_模具中進行干壓成型，壓力為lOOMPa，埋入碳酸鋰摻雜鈰鋯酸鋇粉料、在空氣氣氛 中于1300° C中埋燒，升溫速率5° C/分鐘，保溫5小時，然后自然冷卻至室溫，制得 BaCe0.7Zr0.J0.203_δ-4%Zn0-2.5%Li2C03(BZCY-2.5L-4Z)復(fù)合電解質(zhì)。采用阿基米德排水法測量其密度，相對密度達到96%，該材料表現(xiàn)出較好的燒結(jié)性倉泛。應(yīng)用實施例1以BaCea7ZraiYa2CVs-Li2CO30.5%質(zhì)量百分比)粉體為電解質(zhì)材料，將其放入12mm直徑模具中進行干壓成型，壓力為150MPa;埋入碳酸鈍摻雜鈰鋯酸鋇電解質(zhì)粉體在1250° C在空氣中燒結(jié)，升溫速率5° C/分鐘，保溫5小時，然后自然冷卻至室溫。將得到的試樣片放置在自制電導(dǎo)率測試試管上，兩端引入銀絲作為電極，在濕氫氣氣氛下進行測試，試樣測試溫度為50(Γ800° C，溫度間隔為50° C，用電化學(xué)工作站采用線性掃描伏安進行測試，利用公式0=L/RA計算電導(dǎo)率。從圖5可以看出，在600° C、650° C、700° C時，電導(dǎo)率分別為 7.27X10_3S/cm、9.81X10_3S/cm、l.llXl(T2S/cm。應(yīng)用實施例2以BaCea 7Zr0.J0.203_ δ Li2CO3 (5%質(zhì)量百分比)粉體為電解質(zhì)材料，用與應(yīng)用實施例I相同的配料方法，壓制方法，熱處理技術(shù)和電導(dǎo)率測試方法。從圖5可以看出，在600° C、650° C、700° C 時，電解質(zhì)材料的電導(dǎo)率分別為 8.58Xl(T3S/cm、l.39X l(T3S/cm、
1.6Xl(T2S/cm。應(yīng)用實施例3以BaCetl.7Zr0.J0.203_ δ ZnO (2.5% 質(zhì)量)-Li2CO3 (2.5% 質(zhì)量百分比)粉體為電解質(zhì)材料，用與應(yīng)用實施例1相同的配料方法，壓制方法，熱處理技術(shù)和電導(dǎo)率測試方法。從圖5可以看出，在 600° C、650° C、700° C 時，電導(dǎo)率分別為 2.89X l(T3S/cm、3.51 X l(T3S/cm、
4.32X10_3S/cm。本發(fā)明提出的碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料及其制備方法，己通過實施例進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明的內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的內(nèi)容進行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)本發(fā)明。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員 來說是顯而 易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明的精神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
1.一種碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料，其原料組分及其摩爾含量為=BaCetl.7Zr0.J0.203-δ，在此基礎(chǔ)上，外加質(zhì)量百分比0% 7.5%的碳酸鋰和摩爾百分比0% 4%的氧化鋅； 該碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料的制備方法，步驟如下: (1)按照BaCetl.JraiYa2O"化學(xué)計量比分別稱取原料=Ba(NO3) 2、Zr (N O3)4.5H20、Ce (NO3)3* 6H20、Y(NO3)3.6H20;按照總金屬鹽離于:乙二胺四乙酸即EDTA:檸檬酸為1:1.5:1 1:2:1摩爾比混合，加入到500mL去離于水中，甩濃氨水調(diào)節(jié)pH值為6 8，加熱攪拌蒸發(fā)水分，獲得粘稠狀的膠體，在不銹鋼反應(yīng)容器中進行反應(yīng)；再在240° C下預(yù)燒，保溫5小時；最后在1000 1100° C下煅燒，保溫5小時，獲得淺黃色純相BaCea 7Zr0.J0.Α-δ 粉體； (2)以步驟(I)制備的粉體為基體材料，添加質(zhì)量百分比0% 7.5%碳酸鋰和摩爾百分比0% 4%的氧化鋅，以無水乙醇為介質(zhì)球磨混合；經(jīng)干燥、研磨、過篩后將粉體放入模具中，在100 200MPa下干壓成型為坯體；再將所得坯體在1150 1300° C空氣氣氛中燒結(jié)，保溫4 6小時，自然冷卻至室溫，制得碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料，其特征在于，所述步驟(2)的燒結(jié)方式為埋燒，升溫速率5° C/分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料，其特征在于，該鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料的相對密度為90%以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種碳酸鋰改性鈰鋯酸鋇質(zhì)子導(dǎo)體材料，其原料組分及其摩爾含量為:BaCe０.７Zr0.1Y0.2O3-δ，在此基礎(chǔ)上，外加質(zhì)量百分比為0%～7.5%的碳酸鋰和摩爾百分比0%～4%的氧化鋅。本發(fā)明采用硝酸鹽-檸檬酸凝膠自燃燒法合成BaCe０.7Zr0.1Y0.2O3-δ粉體，然后添加無機鹽燒結(jié)助劑碳酸鈕和氧化鋅，干壓成型，于1150～1300°C燒結(jié)。本發(fā)明的原料價廉，制備過程簡單、省時，合成過程迅速、便捷，在提高材料燒結(jié)性能的前提下可獲得較高的電導(dǎo)率，為固體氧化物燃料電池的低溫化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。
文檔編號C04B35/63GK103224394SQ20131013795
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者郭瑞松, 王超, 許雯雯, 劉麗 申請人:天津大學(xué)