MgO和Fe2O3的添加对GDCSi体系微观结构及电化学性能的影响

作者：周晶; 陈俞萱; 马焌铭; 朱晓飞^*; 周德凤^*

来源：应用化学, 2022, 39(05): 809-818.

DOI：10.19894/j.issn.1000-0518.210150

• 烧结助剂
• 晶界改善剂
• 电导率
• 掺杂
• 电解质

采用溶胶凝胶法制备Gd0.2Ce0.8O3-δ+0.05%(质量分数)SiO2(GDCSi)电解质。在GDCSi体系中加入Fe2O3及MgO可达到降低烧结温度的同时提高晶界电导率,并减小杂质SiO2对氧离子在晶界处传输的阻碍的目的。将MgO和Fe2O3单掺杂或双掺杂在GDCSi体系中并对GDCSi基电解质的微观形貌及电性能进行研究。结果表明,所有样品主要由立方萤石结构相组成;物质的量分数4%MgO单掺杂的GDCSi-M、物质的量分数4%Fe2O3单掺杂的GDCSi-F以及物质的量分数2%MgO-物质的量分数2%Fe2O3共掺杂的GDCSi-MF均可促进GDCSi体系晶粒增长,降低晶粒间孔隙率,提高电解质的相对密度,降低晶粒电阻Rgi、晶界电阻Rgb及总电阻Rt;GDCSi-MF具有最高晶界电导率和总电导率,在400℃时GDCSi-MF的晶界电导率σgb和总电导率σt分别是GDCSi的10.41和1.82倍。

• 单位
  生命科学学院; 长春工业大学