Al₂O₃、CaO对多元掺杂YSZ材料性能的影响

【作者】 吕振刚； 郭瑞松； 阮文彪；

【机构】 天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室；

【摘要】 Y₂O₃稳定Zr O₂材料高温时具有较高氧离子传导特性,在Zr O₂中添加与Zr⁴⁺半径相当的阳离子(如:Dy³⁺、Yb³⁺、Sc³⁺)可增加氧空位浓度,增大晶格畸变,提高电导率,降低电导活化能,以期用作中温电解质材料。本文采用高温固溶法制备了Dy2O3、Sc₂O₃和Yb₂O₃多元掺杂YSZ材料,试样高温电导率得到大幅度提高（1000℃,0.18S/cm）,但材料烧结性与机械强度有待于改善。为此,在多元掺杂YSZ材料中继续掺入少量Al₂O₃和/或Ca O以研究其影响。添加少量Al₂O₃提高了试样烧结密度（⁴.6%）和机械强度（³0%）,而保持电导率变化不大;添加少量Ca O虽然使烧结密度略微增大,但却降低了试样电导率（⁵0%）和机械强度。XRD分析显示试样保持稳定立方萤石结构,且晶格常数发生变化。显微结构分析表明,复合添加剂的掺入促进了晶粒的生长,晶粒尺寸较大。更多还原