A位掺杂Ru对SPS制备LaCrO3陶瓷导电性的影响及其作为熔盐中惰性阳极的可行性

• 作者: 宋维力 焦树强 焦汉东 王明涌
• 来源期刊: 工程科学学报
• 学科: 工学
• 关键词: Ru掺杂 LaCrO3陶瓷 电导率 熔盐电解 惰性阳极
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 1335-1342
• 页数: 8页
• 分类号: TQ174.1+3
• 语种: 中文

摘要

铬酸镧(LaCrO3)陶瓷材料在高温热电和固体氧化物燃料电池(SOFC)等领域具有广泛的应用价值,然而其烧结性能差、导电率低等不足却限制了LaCrO3陶瓷的高性能应用.针对上述问题,采用放电等离子烧结(SPS)方式制备致密的LaCrO3块体.同时,通过A位掺杂Ru元素,以期实现高电导率的掺杂态铬酸镧(La1-xRuxCrO3)致密陶瓷.所得样品的X射线衍射(XRD)及扫描电子显微(SEM)分析结果表明,无论A位Ru元素含量多少(x=0 ～ 0.25,x为Ru的原子含量),SPS所得样品均为单相钙钛矿结构,且具有较高的致密度.此外,高温电导率测试结果显示,掺杂态La1-xRuxCrO3的电导率随着温度和Ru掺杂量的增加而增加.同时,掺杂前后La1-xRuxCrO3导电性均满足Arrhenius公式,且掺杂态La1-xRuxCrO3陶瓷的电导活化能明显低于未掺杂的LaCrO3陶瓷.随后,将La1-xRuxCrO3置于800℃熔融CaCl2熔体中,研究其作为熔盐电解用惰性阳极材料的可行性.结果显示,掺杂态La1-xRuxCrO3具有较高的抗熔盐化学腐蚀性,然而其抗热振性较差,电解之后出现明显的表层机械脱落现象.上述结果表明,掺杂态La1-xRuxCrO3具备作为惰性析氧阳极材料的化学稳定性,然而需要进一步提高其热稳定性才能适用于熔盐电解用惰性阳极.