钇稳定氧化锆的制备及电性能测试
2014-06-27王秀峰王莉丽宁有拓
陕西科技大学学报 2014年6期
王秀峰, 李 辉, 王莉丽, 宁有拓
(陕西科技大学 材料科学与工程学院, 陕西 西安 710021)
0 引言
钇稳定氧化锆作为一种非常重要的结构和功能材料,因其具有优良的离子导电性,良好的化学稳定性和力学性能而被广泛地应用于氧传感器、燃料电池等领域.高品质粉体的制备是获得高性能陶瓷的先决条件[1],理想的粉体材料要有高的纯度,稳定的晶相结构,可控的化学组分,细小且窄的粒度分布,无团聚,具有球形的理想形貌等[2].因此,制备晶相均匀、颗粒形状规则的粉体意义重大.
钇稳定氧化锆粉体的制备方法有很多,常用的有水热法[3-9],溶胶凝胶法[10-12],化学沉淀法[13,14]等.这些方法各有优缺点.如,水热法虽粒度较小,但不易分散,耗能大,条件苛刻;溶胶凝胶法不易控制胶粒形成过程等;而化学沉淀法,产品纯度高,操作方便.
本文采用化学沉淀法制备了钇稳定氧化锆粉体,用高分子分散剂避免了沉淀法聚集的现象.通过XRD及SEM等测试技术研究了粉体的相组成及微观结构,并得到了掺杂量和温度对相组成及微观结构的影响关系.还借助交流阻抗谱测试技术研究了其导电性,得到了其导电性随温度和掺杂量的变化规律.
1 实验部分
1.1 钇稳定氧化锆粉体的制备
以ZrOCl2·8H2O和YN3O9·5H2O为原料,PEG为分散剂,按组份为ZrO2+6 mol% YN3O9·5H2O(6YSZ),ZrO2+7 mol% YN3O9·5H2O(7YSZ),ZrO2+9 mol% YN3O9·5H2O(9YSZ)的化学配比要求,分三组称出一定量的ZrOCl2·8H2O和YN3O9·5H2O,溶解在蒸馏水中并不断搅拌使之成为透明溶液后,各加入0.5 g的聚乙二醇缓缓并不断地搅拌,30 min后即得到均匀透明的溶液,即……
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