Поиск в базе сайта:
Взаимосвязь между структурными, керамическими и транспортными свойствами материалов на основе СеО2-ВаСеО31 icon

Взаимосвязь между структурными, керамическими и транспортными свойствами материалов на основе СеО2-ВаСеО31




Скачать 21.54 Kb.
НазваниеВзаимосвязь между структурными, керамическими и транспортными свойствами материалов на основе СеО2-ВаСеО31
Дата конвертации23.05.2015
Вес21.54 Kb.
КатегорияТексты

Взаимосвязь между структурными, керамическими и транспортными

свойствами материалов на основе СеО2-ВаСеО31

Медведев Д.А., Мурашкина А.А., Пикалова Е.Ю.

Сотрудник, к.х.н.

Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия

dimonmedv@rambler.ru
Материалы на основе церата бария и оксида церия привлекают повышенное внимание исследователей как потенциальные электролиты для среднетемпературных твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). В последнее время новой тенденцией в области развития электролитных систем является создание композитных материалов типа перовскит-флюорит. Композитные электролиты имеют преимущество по сравнению с базовыми оксидами: сниженная электронная проводимость в восстановительной и окислительной атмосферах [1], термодинамическую устойчивость в восстановительных средах и СО2 и Н2О-содержащих атмосферах [2]. Близкие значения термических коэффициентов линейного расширения (ТКЛР) оксидов на основе CeO2 и BaCeO3 [2] также благоприятны для их совместного использования в качестве композитов. Целью данной работы является i) синтез и исследование особенностей получения ранее не изученных композитных (1-x)Ce0.8Nd0.2O2-δ-xBaCe0.8Nd0.2O3-δ (х=0, 0.25, 0.5, 0.75 и 1) материалов, и ii) исследования их механотермических, электрических и электрохимических свойств.

В настоящей работе проведен синтез материалов путем одностадийного цитрат-нитратного метода. С использованием РФА и метода Ритвелда установлено, что композитные материалы являются двухфазными и не содержат примесных фаз и фаз взаимодействия. Впервые установлено некоторое растворение оксида церия в церате бария с образованием перовскитной сверхструктуры. С увеличением х в системе (1-x)Ce0.8Nd0.2O2-δ-xBaCe0.8Nd0.2O3-δ (х=0, 0.25, 0.5, 0.75 и 1) происходит увеличение размеров частиц порошка, полученного цитрат-нитратным методом, с десятков нм до нескольких сотен мкм. Исследованы керамические свойства (относительная плотность, пористость, размеры зерен) образцов, спеченных при 1500°С. Методом растровой электронной микроскопии показано, что керамика является газоплотной. Концентрационная зависимость размеров зерен керамики проходит через минимум при х=0.5. Исследование электропроводности материалов в широких интервалах температур (550–900°С) и парциальных давлений кислорода (10-23≤рО2/атм≤0,21) позволило выявить особенности электропереноса в системе (1-x)Ce0.8Nd0.2O2-δ-xBaCe0.8Nd0.2O3-δ (х=0, 0.25, 0.5, 0.75 и 1) в зависимости от состава, кристаллических и микроструктурных свойств. Концентрационная зависимость ионной проводимости материалов также проходит через минимум при х=0.5 во всем изученном диапазоне температур. Не смотря на более низкую ионную проводимость композитов, согласно [1], они обладают лучшим электрохимическими свойствами при использовании в ТОТЭ по сравнению с базовыми электролитами.
Литература

1. Sun W., Jiang Y., Wang Y., Fang S., Zhu Z., Liu W. A novel electronic current-blocked stable mixed ionic conductor for solid oxide fuel cells // Journal of Power Sources. 2011, 196. p. 62–68.

2. Medvedev D., Maragou V., Pikalova E., Demin A., Tsiakaras P. Novel composite solid state electrolytes on the base of BaCeO3 and CeO2 for intermediate temperature electrochemical devices // Journal of Power Sources. 2013, 221. p. 217–227.


1 Работа выполнена при финансовой поддержке Совета по грантам Президента РФ (№№ СП-44.2012.1, СП-3165.2013.1) и РФФИ (№№ 12-03-33002, 13-03-00065).

Похожие:




©fs.nashaucheba.ru НашаУчеба.РУ
При копировании материала укажите ссылку.
свазаться с администрацией