溶胶凝胶法制备Ce0.8Y0.2-xCaxO2-δ电解质材料及其性能

采用溶胶-凝胶法制备出Ce0.8Y0.2-xCaxO2-δ(0.02≤x≤0.10)系列电解质材料。通过红外、热重、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、交流阻抗和热膨胀系数测试对试样进行分析。结果表明采用溶胶-凝胶法经600℃煅烧所得粉体形成了单相立方萤石结构，平均晶粒尺寸在5～10nm之间；Ce0.8Y0.2-xCaxO2-δ超细粉体具有较高的烧结活性，在1400℃烧结得到的Ce0.8Y0.2-xCaxO2-δ系列电解质陶瓷的相对密度均大于96%。在该系列材料中，Ce0.8Y0.1Ca0.1O1.85具有良好的离子导电率、较低的电导活化能和适中的热膨胀性能。它在800℃时的离子电导率为0.041S/cm，电导活化能为0.81eV，热膨胀系数为13.5×10-6K-1(常温～800℃)。