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惰性阳极技术具有对环境友好,节能增产,降低电解铝的生产成本等优势,因此其研发具有非常重要的环保意义和经济效益。为开发新型电解铝惰性阳极,需要寻找一种电子/离子导电性能优良的材料,以解决金属导杆与Y2O3稳定的ZrO2固体电解质惰性阳极的连接与导电传输问题。
本论文采用溶胶.凝胶法制备了电子/离子导电性能优良的Lal-xZnxMnO3钙钛矿材料,通过XRD,SEM,FT-IR等手段对其结构进行表征。采用直流四端子电极法测量了La1-xZnxMnO3材料的电子导电性能,采用两端阻塞交流阻抗法研究了La1-xZnxMnO3离子导电性能,并在实验基础上探索了La1-xZnxMnO3的材料导电机理。得出如下结论:
1、采用溶胶-凝胶法制备La1-xZnxMnO3,在348K下成胶,1073K下煅烧可得单一钙钛矿晶相La1-xZnxMnO3,与固相合成方法相比较,可较大降低烧结温度。Zn掺杂后的LaMnO3钙钛矿结构基本没有改变,说明Zn2+已完全掺杂到晶体结构中。随Zn2+掺杂量的增大,固熔体含量增多,钙钛矿结构仍完整。
2、在1273K测试温度下,χ=0.2时,La1-χZnxMnO3的电子导电性能最好;在673K~973K测试温度下,χ=0.3时,La1-χZnxMnO3的离子导电性能最优。
3、从理论上对La1-χZnχMnO3导电材料的导电性、电导率随温度的变化、以及导电机理进行了分析,从lnTσ与1/T×104的关系图可以推断La1-χZnχMnO3的电子导电机理是由多个导电机理模型说明,离子导电性能可由氧空位导电模型说明。