论文部分内容阅读
自从1994年Ishihara和Goodenough发现Sr,Mg掺杂的LaGaO3具有较高的氧离子电导率以来,很多科研工作者对这一新型电解质材料进行了研究,研究表明Sr,Mg掺杂的LaGaO3(LSGM)基钙钛矿型氧化物在中温(600~800℃)和较宽的氧分压范围内呈现出较高的氧离子电导率和稳定性,是一种很有发展前途的中温电解质材料。但是在实际应用中,人们发现较差的力学性能导致这种材料难以得到广泛的应用。Yasuda等人的研究表明,在LaGaO3基体中分散加入2wt%氧化铝可以在不降低电解质的电导率的同时大幅度的提高材料的机械性能。本文在此基础上,用不同粒度的氧化铝分散加入到基体中,并分别与没加氧化铝的材料进行比较,研究加入的氧化铝的粒度对力学性能提高的影响,并对材料的显微组织分析进行了分析。 本课题通过固相反应法制备了LSGM1520粉体,在其中均匀掺杂两种粒度的氧化铝,最终烧结制得电解质材料。对所制备的材料进行XRD物相分析,采用扫描电镜进行显微组织分析和能谱分析。此外,研究了材料的抗弯强度、断裂韧性和硬度。 XRD分析结果显示,三种材料都为两相结构(LaGaO3+LaSrGa3O7)。氧化铝的添加使得杂相的含量略有增加,氧化铝进入了主相和杂相晶格之中。对所制备的材料进行SEM分析可知,添加细氧化铝材料的晶粒尺寸最小,相分布最为均匀,未添加氧化铝材料的晶粒粗大,杂相分布偏析,添加粗氧化铝的材料的显微结构介于两者之间。对应的添加细氧化铝材料的抗弯强度最高,粗氧化铝添加的抗弯强度次之,未添加氧化铝材料的抗弯强度最差。