缓冲溶液法制备氧化钐稳定氧化锆纳米粉体及其表征

董洁¹，程继贵¹，夏永红¹，李洁¹，孟广耀²，石平¹

(1.合肥工业大学材料科学与工程学院,安徽,合肥,230009;
2.中国科学技术大学材料科学与工程系,安徽,合肥,230026)

摘要:以硝酸盐为前驱体、 NH3·H2O-NH4HCO3为复合沉淀剂, 采用缓冲溶液法制备了含4%～12%(摩尔分数) Sm2O3的ZrO2粉体. 通过X射线衍射、透射电镜及比表面吸附法等对所得粉体的相结构、形貌和粒度进行了测定. 所得粉体经冷等静压成形后, 在1300～1500 ℃下烧结5 h, 得到烧结体. 采用阿基米德法(水介质)测定了烧结体的密度, 采用扫描电镜对烧结体的微结构进行了观测, 并通过交流阻抗谱法测定了烧结体的电导率. 实验结果表明: 当Sm2O3掺杂量大于8%时, 在600 ℃煅烧共沉淀物可得到具有立方结构的氧化钐稳定氧化锆(SSZ)粉体, 其颗粒形状规则, 粒径在10～20 nm. 随着Sm2O3掺杂量的增加和烧结温度的升高, 烧结体的相对密度增加, 1500 ℃烧结的掺杂12% Sm2O3的 ZrO2(12 SSZ)烧结体的相对密度为96.91%. 在500～800 ℃的测量范围内, SSZ烧结体的电导率与温度成线性关系, 12 SSZ在 800 ℃时的电导率可达0.043 S·cm-1, 电导活化能为0.72 Ev.

关键词:缓冲溶液法; 氧化钐稳定氧化锆; 纳米粉体; 离子电导率; 电导活化能; 稀土;

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