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以共沉法制备Ce_(0.8)M_(0.2)O_(1.9)(M=La,Sm,Gd和Y)固态电解质特性研究

傅彥培  曾建瑋  
【摘要】:本研究是以共沉法制备Ce_(0.8)M_(0.2)O_(1.9)(M=La,Sm,Gd和Y)奈米粉末对于其结晶结构、显微特性及离子导电率进行探讨。粉末利用单轴压力机压制一丸形堍材,所有试片以1500℃持温5h进行烧结,其密度皆高于90%理论密度。掺杂不同三价稀土元素到氧化铈基之固态电解质由XRD分析可知为立方萤石结构,因离子半径大小不同其主要绕射峰会有所偏移。在500-850℃之间进行Ce_(0.8)M_(0.2)O_(1.9)(M=La,Sm,Gd和Y)离子导电率之量测,可发现掺杂Ce_(0.8)Sm_(0.2)O_(1.9)有最大导电率(σ_(700℃)=3.97×10~(-2)S/cm)且有最小活化能E_a=0.637eV,显示出掺杂之Sm~(3+)与Ce~(4+)之离子半径相近,其氧空缺具有最小的缔合焓。四种掺杂之三价稀土元素中,以Ce_(0.8)La_(0.2)O_(1.9)的破裂轫性值最高(K_(IC)=6.73MPa·m~(1/2)),代表掺杂三价镧可有效改善电解质的机械性质,当组装电池元件后,较能抵抗微裂缝(Mircocrack)的产生。

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