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稀土发光离子(Er3+,Dy3+, Eu3+)掺杂Ce0.8Gd0.2O1.9光学性能的研究*

2021-02-25刘媛媛韩雅宁赵文玉安胜利

功能材料 2021年1期

刘媛媛,韩雅宁,李 阳,王 岩,赵文玉,2,安胜利

(1. 内蒙古科技大学 化学与化工学院,内蒙古 包头 014010;2. 内蒙古自治区新型功能陶瓷与器件重点实验室,内蒙古 包头 014010;3. 内蒙古科技大学 材料与冶金学院,内蒙古 包头 014010.)

0 引 言

固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)能量转化效率高,燃料适用性强等优点而广受关注[1]。固体电解质是SOFC中最核心的部件[2]。通过晶粒尺寸来调节“受主掺杂氧化铈基固体多晶电解质”的晶界电阻,是降低SOFC电解质的总电阻的一个有力手段[3-4],晶界生长的各项指标对于SOFC性能具有重要意义,为了探究晶界生长状况,添加发光离子作为探针进行表征。由此探究固体电解质内部晶界随烧结温度变化的规律,从而获得最佳烧结温度,对于提高中温SOFC性能显得尤为重要。

我国是举世公认的稀土资源大国,而稀土行业作为新兴领域[5],其具有许多独特的化学性质和物理性质,17个稀土元素位于周期表中IIIB,其中镧系15个元素因其最外两层电子结构基本相同且具有未充满的4f电子层结构。4f电子处于原子结构的内层,受到5s25p6电子对外场的屏蔽,因此其配位场效应较小[6]。在紫外线等高能射线的激发下,产生各种各样的能级,处在溶液或化合物中的RE3+被激发,从基态跃迁到激发态,然后再从激发态返回到能级较低的能态时,放出辐射能而发出荧光,因此被广泛应用于新型材料的制备。陶瓷材料具有较高的机械性能、良好的化学稳定性和抗腐蚀性,因而也是一种不容忽视的良好的稀土发光基质材料[7]。……

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