纳米晶氧化铋基氧离子导体固体电解质的制备方法

摘要

本发明涉及一种可在中低温度条件下工作的纳米晶氧化铋基氧离子导体固体电解质的制备方法，属特种功能陶瓷制造工艺技术领域。本发明采用了化学液相法和陶瓷材料制备的基本工艺，其特征在于采用了特定的分散剂，通过反向滴定化学共沉淀方法制备了纳米Bi₂O₃+Y₂O₃混合粉体原料和在一定加热条件下通过反应烧结工艺制得纳米晶Bi₂O₃基氧离子导体固体电解质。该固体电解质在≥300℃条件下的电导率超过10^－6Ω^－1·cm^－1，满足作为气体传感器工作的要求；同时也可用于中低温度(500℃左右)条件下工作的透氧材料和燃料电池材料。

主权项

1.一种纳米晶Bi2O3基氧离子导体固体电解质的制备方法，采用了化学液相法和陶瓷材料制备的基本工艺，其特征在于该方法具体包括如下步骤：a.反向滴定化学共沉淀方法制备纳米Bi2O3+Y2O3混合粉体原料：首先用一定比 例的分析纯硝酸铋盐和硝酸钇盐混合溶于适量稀硝酸溶液中，配制成浓度为 0.1～1mol/l的混合溶液；然后，在室温条件下，将混合溶液逐步滴定到含适量 聚乙二醇分散剂的过量氨水溶液中进行水解反应，氨水溶液的PH≥12。在滴 定过程中，控制滴定速度，并机械搅拌。生成的悬浊液用超声波进行分散30 分钟以减少粉体的团聚。生成的沉淀经过过滤，清洗，80℃真空干燥，430℃ 焙烧制得Bi2O3+Y2O3纳米混合粉体；b.成型工艺：在上述所得的混合粉体中加入质量百分数1～3％的聚乙烯醇有机粘 结剂，经＞30MPa压力干压成型，然后脱模，80℃干燥，制得坯体；c.反应烧结工艺：坯体烧结温度为550～650℃，烧结气氛为氧化性气氛，保温时 间为1～3小时，在无压反应烧结或微波等离子体反应烧结过程中，Bi2O3和搀 杂物Y2O3发生固溶反应并烧结，最终可制得纳米晶Bi2O3基氧离子导体固体 电解质。