氧化锆固体电解质高温电子电导的研究3-上海大学绿色冶金科研团队站.PDF

( ) 1980 2009 年第 12 期 40 卷 氧化锆固体电解质高温电子电导的研究 华 　纬 ,鲁雄刚 ,李重河 ,钟庆东 ,丁伟中 (上海大学 上海市现代冶金与材料制备重点实验 ,上海 200072) 摘 　要 : 　针对高温固体电解质的离子阻塞电极制备 装置复杂且实验误差较难控制 , 因此不适用于诸如 难点 ,提出了一种新的离子阻塞电极制备方法 。基于 YSZ 类电子电导较低的材料 。常用的 Wagner 直流极 Wagner 直流极化法测得了不同掺杂的氧化锆固体电 化法可以得到较为精确的电子电导率 ,其难点在于离 解质的电子电导率 。结果表明 ,依靠制备的可用于高 子阻塞电极的制备 。本实验就是基于 Wagner 直流极 温实验条件下的离子阻塞电极 ,可准确获得氧化钇稳 化法 ,通过一种新方法在 YSZ 陶瓷材料上制备离子阻 ( ) 定的氧化锆 YSZ 电解质的电子电导 。 塞电极 ,对其电子电导进行了直接测量 ,并研究了影响 关键词 : 　电子电导 ;阻塞电极 ; 电子迁移数 电子电导率的因素 。 中图分类号 : 　TQ 174 文献标识码 :A 2 　电子电导测试实验 ( ) 文章编号 :100 1973 1 2009 2 . 1 　测试原理 1 　引　言 Wagner 直流极化法的原理采用不对称电池设计 , 氧化锆固体电解质在实际中的应用 ,主要就是利 如图 1 所示 。一端为可逆电极 ,另一端是离子阻塞电 用它的离子导电特性 。但在高温或低氧分压的情况 极 。在该电池上施加低于电解质分解 电压的电势时 , ( ) 下 , 电解质晶体正常结点上的氧 OO 具有变成氧分子 阻塞电极界面上残余氧离子流通过 电解质迁移至正 向气相逸 出的趋势 , 并在 电解质 中留下氧离子空位 极 ,但因阻塞电极切断了氧离子源而导致电解质中离 ·· ( ) ( ) VO 和自由电子 e ,固体电解质从而表现出较为明 子流很快下降。 显的电子电导 ,即: 1 ·· OO = O2 + VO + 2e 2 图 1 　极化法原理示意图 　　如果电子电导大于固体电解质总电导的 1 % ,则 Fig 1 Princip le diagram of Wagner polar