Ce_1-xSc_xO_2-x/2固体电解质的微观结构及电性能研究

薛优，彭军，李舒婷，安胜利

内蒙古科技大学材料与冶金学院内蒙古自治区先进陶瓷材料与器件重点实验室鄂尔多斯应用技术学院

摘 要：研究了Sc₂O₃掺杂CeO₂基电解质材料的微观形貌和电性能。采用溶胶凝胶法制备了Sc₂O₃掺杂CeO₂基电解质粉体, Sc₂O₃掺杂量分别为6%, 8%, 10%。采用单向压力法将电解质粉体压制为圆片状素坯,分别在1400, 1450, 1500℃下,空气中烧结制备电解质材料。研究分析了不同掺杂比例及不同烧结温度对电解质的相组成、微观形貌及电导率的影响。实验结果表明:低温下, Sc₂O₃能溶于CeO₂中形成固溶体,随着Sc₂O₃掺杂量由6%增加到10%（摩尔分数,下同）,晶胞参数减小;高温烧结时溶于CeO₂中的Sc₂O₃会析出,且随着烧结温度的升高析出量增加;当Sc₂O₃掺杂量为8%、烧结温度为1500℃时,在750℃时Sc₂O₃掺杂CeO₂电解质电导率最大为8.78×10^-3 S·cm^-1,活化能为1.220 eV。

关键词：氧化钪;氧化铈;掺杂;电导率;