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[1]陈　石,黄志良*,吴昌胜,等.钐和锌双掺杂La9.33（SiO4）6O2电解质的制备及其电导率[J].武汉工程大学学报,2021,43(05):520-524.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201910028]
　CHEN Shi,HUANG Zhiliang*,WU Changsheng,et al.Preparation of Sm and Zn Double Doped La9.33（SiO4）6O2 Electrolyte and Its Conductivity[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2021,43(05):520-524.[doi:10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201910028]
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钐和锌双掺杂La9.33（SiO4）6O2电解质的制备及其电导率(/HTML)
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《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
43
期数:
2021年05期
页码:
520-524
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2021-10-31

文章信息/Info

Title:
Preparation of Sm and Zn Double Doped La9.33（SiO4）6O2 Electrolyte and Its Conductivity
文章编号:
1674 - 2869（2021）05 - 0520 - 05
作者:
陈　石; 黄志良*; 吴昌胜; 陈　松
武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北 武汉 430205
Author(s):
CHEN Shi; HUANG Zhiliang*; WU Changsheng; CHEN Song
School of Materials Science and Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430205，China
关键词:
固体电解质; La9.33（SiO4）6O2; 燃烧合成; 钐和锌双掺杂; 硅酸镧
Keywords:
solid electrolyte; La9.33（SiO4）6O2; combustion synthesis; bismuth and zinc double doping; lanthanum silicate
分类号:
O646
DOI:
10.19843/j.cnki.CN42-1779/TQ.201910028
文献标志码:
A
摘要:
为提高磷灰石型电解质（LSO）的电导率，以氧化镧（La2O3）、氧化锌（ZnO）和氧化钐（Sm2O3）为主要原料通过尿素-硝酸盐燃烧法在600 ℃的温度下合成了掺杂钐和锌的La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x）固体电解质粉末。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、变温介电测量系统对样品进行物质结构、表面形貌、电导率的表征。研究了不同温度和不同掺杂浓度下La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x）的电导率。结果表明，Sm和Zn成功掺杂进入LSO的晶格中，样品具有典型的P63/m磷灰石结构且纯度高，LSO的形貌未改变。当Sm掺杂浓度为0.6，Zn掺杂浓度为1时，在温度为650 ℃下La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x）的电导率达到1.50×10-3 S/cm；确定了最佳烧结温度为1 400 ℃。La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x）的电导率在同一温度下随着掺杂量的增加先提高后降低，掺杂样品的晶胞参数相比于未掺杂样品的晶胞参数增大，活化能随着掺杂量的增大先降低后升高。此外La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x）的电导率在同一掺杂量下，随着温度的升高而提高。
Abstract:
To improve the electrical conductivity of lanthanum silicate crystal electrolyte（LSO），La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x） solid electrolyte powder doped with samarium（Sm） and zinc（Zn） was synthesized at 600 ℃ by urea-nitrate combustion method with lanthanum oxide（La2O3），zinc oxide（ZnO） and samarium oxide（Sm2O3） as raw materials. The structure，surface morphologies and electrical conductivity of the samples were characterized by X-ray diffraction，scanning electron microscopy and variable temperature dielectric measurement system，respectively. The electrical conductivities of La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x） with different doping concentration at different temperatures were investigated. The results show that Sm and Zn are successfully doped into the LSO lattice，the synthesized sample has a typical P63/m apatite structure and high purity，the morphology of LSO has not changed. When the molar ratio of Sm doping is 0.6 and the molar ratio of Zn doping is 1，the conductivity of La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x） reaches 1.50×10-3 S/cm at 650 ℃. The optimum sintering temperature is determined to be 1 400 ℃. The conductivity of La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x） first increases and then decreases with Sm doping concentration increasing at the same temperature. Compared with undoped LSO，the cell parameters of doped sample increase with the increase of x. The activation energy of La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x） first decreases and then increases with Sm doping amounts increasing. However，the conductivity of La9.33SmxSi5ZnO（25+1.5x） increases with the temperature increasing， when Sm doping amount is the same.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2019-10-21基金项目：国家自然科学基金（51374155）；湖北省科技支撑计划（2014BCB034）；湖北省自然科学基金（2014CFB796）作者简介：陈　石，硕士研究生。E-mail：876579666@qq.com*通讯作者：黄志良，教授，博士。E-mail：hzl16455@126.com引文格式：陈石，黄志良，吴昌胜，等. 钐和锌双掺杂La9.33（SiO4）6O2电解质的制备及其电导率［J］. 武汉工程大学学报，2021，43（5）：520-524.
更新日期/Last Update: 2021-10-27