采用甘氨酸－硝酸盐法制备铬酸锶镧材料研究.pdfVIP

采用甘氨酸一硝酸盐法制备铬酸锶镧材料的研究 杨勇杰，杨建华，温廷琏，屠恒勇，吕之奕，王大千，陈铭 (中国科学院上海硅酸盐所，高性能陶瓷和超擞结构国家重点实验室，上海200050) 分析等方法，对粉体性能进行了研究。经研究发现，合成后耪体腻粒的粒径～soflm，其中存在团聚现象， 毒 但可通过超声加以消除。经高温短时问烧结，制备了该化合物的烧结体。用AI曲jn】edes法、直流四掾 针珐和XRD分别研究了烧结体的烧结性能、电性能和相结构。 薹 关键词：甘氪酸一硝酸盐法，SOFC连接体，铬酸锶镧，电导率 1．引言 由于铬酸镧材料在高温下，氧化和还原气氛中都具有良好的抗高温腐蚀、机械及电 性能，它已被广泛地应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)中的连接体、高温炉中发热体和 磁流体发电等领域1“。 Cr(OHb。这种挥发损失不仅对SOFC效率的退化有极大影响‘“，而且造成铬酸镧材料难 以烧结致密【3j。 至今，解决铬酸镧材料的烧结问题的办法主要有：一采用高活性的粉体，即比裘丽 较大的超细粉体：二．低氧分压烧结或cr缺位；三掺杂或加入烧结勘荆；四．觏u，“结 技术，如微波烧结技术等Ⅲ。从目前的情况看，提高粉体性能并进行少量掺杂更为有效， 且对材料的性能无明显损害。 processGNP)制备掺杂的铬酸镧越细粉体pj。GNP不仅可制备单相、多组分、比表面大、 颗粒尺寸小且利于低温处理的超细粉体，而且燃烧反应更迅速(~Imin)，产物更干净(碳含 量0，5％)，偏析更少。 1 迄今为止，H本及欧美等国在铬酸镧材料的翩备及烧结工艺上均有大量的专利及文 献报道l“}。然而，同F：对铬酸镧连接体材料少有报道。 综上所述，本工作采用GNP方法合成铬酸镧超细粉体并对其烧结性能和电性能进行 毒 初步研究，以制备出符合SOFC连、．一薯求的铬酸镧材料。 2．粉体合成原理 甘氨酸一硝酸盐方法(GNP)是以甘氨酸为燃料，材料中各组分的硝酸盐为氧化剂的自 燃烧法，其基本化学反应为(以LaCr03为倒)： ·92· 在制备过程中，甘氨裴既是燃料，又是络合剂I”。它的氨基可与过渡金属离子络合， 其羧基可与碱金属或碱土金属离子络合。因为L矿离子的离子半径和化学性质与碱土金属 离子相近，所以酽也与菝基络合。由于这种络合作用可以防止燃烧前前躯体中可能出现 的成分偏析，保证了产物的均匀单相。使GNP特别适于合成多元复合氧化物，如钙钛矿 型氧化物。 3．实验工作 合成的原料为甘氨酸、b讲O小、Sr(N03h和Cr(N03)3．纯度为分析纯。 合成步骤为：1．将金属硝酸盐分别配崩为IM的溶藏：2．按一定配比，分别取这 些溶液并混合；3，加入甘氨酸。Gl蛔m(Fud)／MeLal r撕烈为了保证氧化剂和还原莉的等当量，添加了适量NH2qO，)：4．加热以除去水分：5． 加热到--2000C．发生燃烧反应，并铸得初级糟体。 ParticleSizer 在500。C预烧0．5小时后，未趣声和经超声的粉体的颗粒性质用B1-90 和TEM表征。超声处理条件：将糟体按质量比1：30加入丁酮。超声30分钟．超声强度 强。 粉体经超声处理后。进行球荐。然后。采用干压成型．压力2T／cm2：样品为 烧结体的相结构采用x胡捌鞠鸽憎；丧征。 4．结果和讨论 4．1糖体性能的表征 Lao sr掺杂的LaCrO，材料为钙钍矿结构。钙钛矿结构有三种变体：正交型、菱方型和伪立方 型。由图可见，粉体材料的相结构为正交型钙铁矿结构；且成分均匀单相，无杂质。 ，