碱土与过渡金属复合掺杂钙钛矿型离子导体材料的制备工艺

摘要

本发明是一种碱土与过渡金属复合掺杂钙钛矿型离子导体材料的制备工艺。它以Mg、Fe、Co的氧化物，SrCO₃，以及分析纯La₂O₃和Ga₂O₃为原料；通过洗涤过滤、干燥、研磨得到Mg、Sr、Fe、Co预掺杂的原始粉体；再将原始粉体，在室温下等静压成型；然后把块体材料放在模具和瓷板之间，同时在炉中放入掺有Ga₂O₃的ZrO₂粉末后，进行烧结；最后随炉冷却。本发明制备工艺制备的SOFC新型电解质材料具有原料及制备成本低廉，合成工艺简单，离子导电性良好，能耗低的优点。此种制备工艺直接合成复合掺杂镓酸镧离子导体，可有效抑制烧结过程中Ga组分挥发和样品变形，通过控制升温速率并在低温和高温保温停留，有利于单一钙钛矿相的形成和提高样品的致密度。

主权项

1、一种碱土与过渡金属复合掺杂钙钛矿型离子导体材料的制备工艺，其特征在于是通过以下步骤得到的：(1)以Mg、Fe、Co的氧化物，SrCO3以及分析纯La2O3和Ga2O3为原料，配成符合化学计量比的金属离子混合物；(2)加入过氧化氢溶液，溶液的最终pH值调整至7～8，洗涤过滤，在80℃～100℃干燥120～240分钟，研磨均匀得到Mg、Sr、Fe或Co预掺杂的原始粉体；(3)将上述碱土金属与过渡金属预掺杂的原始粉体，在室温180～220MPa下等静压成型，保持30～60分钟，制成所需形状的块体材料；(4)把上述块体材料放在模具和瓷板之间，同时在炉中放入掺有Ga2O3的ZrO2粉末后，开始烧结；在烧结时，升温速度控制在每分钟上升2℃～8℃，其中：升温至300℃～400℃时，保温30～60分钟；再继续升温至850℃～950℃时，保温30～60分钟；最后升温至1350℃～1400℃，保温120～240分钟，然后随炉冷却至室温，制成用于中温固体氧化物燃料电池的碱土金属与过渡金属掺杂的钙钛矿型结构离子导体材料。