【摘 要】
：
固体氧化物燃料电池是一种能将燃料化学能直接转化为电能的装置,其中固态电解质为核心部件,直接影响燃料电池的整体转化效率。萤石型氧化物具有开放式结构,晶胞内部空隙大,可实现阴离子快速迁徙,是常用的燃料电池固态电解质。工业用8YSZ及其他萤石结构固态电解质存在操作温度高、电导率低和结构热稳定性差等缺点,是制约燃料电池发展的主要瓶颈。因此,设计新型固态电解质,并提高其各种热物理性能是急需解决的问题。“高熵
【基金项目】
：
山西省应用基础研究计划,原位生成ZrC/SiBCN复相陶瓷的力学及氧化行为,201901D211118,山西省科学技术厅,2019-2022; 2增强SiBCN陶瓷在热震及烧蚀下的损伤机制研究,51802213,国家自然科学基金委员会,2019-2021','','');
">国家自然科学基金青年基金项目,原位生成ZrB2增强SiBC
论文部分内容阅读
固体氧化物燃料电池是一种能将燃料化学能直接转化为电能的装置,其中固态电解质为核心部件,直接影响燃料电池的整体转化效率。萤石型氧化物具有开放式结构,晶胞内部空隙大,可实现阴离子快速迁徙,是常用的燃料电池固态电解质。工业用8YSZ及其他萤石结构固态电解质存在操作温度高、电导率低和结构热稳定性差等缺点,是制约燃料电池发展的主要瓶颈。因此,设计新型固态电解质,并提高其各种热物理性能是急需解决的问题。“高熵”是一种多主元材料设计理念,由于晶格畸变效应和鸡尾酒协同效应,高熵材料性能往往优于传统单主元材料。目前,虽然部分研究者已将高熵概念扩展至萤石结构氧化物,但关于此类材料高效制备及电学性能研究仍处于发展阶段。本文通过高能/场辅助球磨法结合固相反应法制备了多体系单相萤石结构高熵陶瓷。利用热重-差热分析和可视化形变分析仪研究材料升温过程中的重量变化和体积收缩情况,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、拉曼光谱和透射电子显微镜等技术表征材料的晶体结构和微观形貌,最后利用交流阻抗谱技术测试高熵陶瓷电解质的电学性能,主要研究内容包括:（1）通过“熵工程”设计出三种不同元素比例的（ZrHfYLaPr）O陶瓷组分,经高温烧结后三者均具备单相萤石结构,晶胞参数符合Vegard规则,材料内部元素分布均匀,无偏析和团聚现象。该体系在285,340和690℃附近发生热失重归因于粉体内部结晶水的蒸发,在1200-1400℃逐渐发生单相固溶反应并形成较大放热峰。晶体结构是影响元素固溶顺序的主要原因,与萤石结构对称性相近的原料会优先发生反应进入目标高熵晶格中。三种组分的（ZrHfYLaPr）O单相陶瓷在300-750℃电学性能稳定,符合阿伦尼乌斯方程,其中(Zr0.1667Hf0.1667Y0.25La0.25Pr0.1667)O2-δ在750℃的电导率为1.92×10-3 S/cm,高于另外两种组分,这主要取决于陶瓷材料的致密度和自由氧空位浓度。（2）采用不同的工艺参数球磨混合各氧化物原料组分,随后通过常压烧结制备新型高熵陶瓷块体。结果表明:(Zr0.1429Hf0.1429Y0.2857La0.2857Ce0.1429)O2-δ具有单相萤石结构,结晶性良好,晶胞参数大于(Zr0.1429Hf0.1429Y0.2857La0.2857Pr0.1429)O2-δ组分。陶瓷物相稳定性极好,在1000、1200、1400℃退火4 h,无相转变或相析出反应。低能球磨制备的陶瓷坯体在1300℃开始发生固溶反应和烧结收缩,在1600℃保温1 h形成单相萤石结构;相同条件下,高能球磨比低能球磨制备的陶瓷烧结收缩大、致密度高、单相合成温度低300℃,主要是因为高能球磨工艺可以抑制原料发生水化反应,改善粉体粒度分布和表面形貌,同时加速粉体细化或室温机械化学扩散。（3）与普通球磨相比,等离子球磨制备的混合料具有粒度小、比表面积大和组分均匀性好等特点。同时,等离子体场对物料具有微区烧结、微区熔融或表面刻蚀作用,增加了材料固相反应活性位点,进而加速了传质过程,改善了陶瓷坯体的烧结特性及其他物理性能。致密(Zr0.1429Hf0.1429Y0.2857La0.2857Ce0.1429)O2-δ陶瓷晶界阻抗小,活化能大（约为1.22 e V）,低温电导率低;升温至750℃时,其电导率为1.95×10-3S/cm,超过同等条件下的(Zr0.1429Hf0.1429Y0.2857La0.2857Pr0.1429)O2-δ陶瓷,证明多组元高熵化策略可以调控萤石氧化物陶瓷的电学性能。
其他文献
目前，我国水生态环境形势比较严峻，不仅制约经济社会的可持续发展，还危害人民群众的身体健康。因此，要实施水生态保护和修复，维护河湖生态健康，实现人与自然和谐共处。本文以安庆市水环境治理为例，从实际问题出发，分析城市水生态保护和修复方法，以改善区域水生态环境。
刺梨果渣虽然富含多种功能性成分，但整体利用度不高。为提高刺梨果渣的利用率，该研究将不同粒径刺梨果渣及其膳食纤维提取物添加到面条中，研究不同粒径果渣或其膳食纤维提取物对面条品质特性和生物活性的影响。结果表明，添加60～80 μm果渣或1～10 μm果渣膳食纤维提取物均能显著改善面条的煮制特性，其吸水性较空白分别提高了9.26%、5.91%（P＜0.05）。煮制后，添加250 μm果渣面条的硬度、弹性
青年科技人才是国家战略人才力量之一。深入了解青年科技人才成长过程中的需求与问题，对于充分发挥其创造力和积极性具有现实意义。通过对不同区域、不同单位、不同专业55位青年科技人才的深度访谈，结合第四次全国科技工作者状况调查有关数据，了解分析我国青年科技人才在职业发展、个人生活、宏观环境等方面面临的突出问题。未来应通过全面促进青年科技人才职业发展，切实提高青年科技人才生活水平，营造创新创业良好环境，不断
本文主要介绍一种房车拓展舱防夹控制系统的实现方法，提高使用房车的舒适性和操控的便利性，同时提高房车的安全性。
随着城市化建设正在不断加快脚步，建筑工程实体在质量、安全、工艺等各方面要求也越发提高，装配式和铝合金模板这样的新技术随之出现并且在建筑施工中得到广泛应用，在实际施工中，模板体系在控制建筑整体施工质量方面发挥着十分重要的作用。铝合金模板技术在工期、成本，节能环保、绿色施工方面的优势，让铝合金模板在高层建筑中的应用有了更好的前景。基于此，本文对铝合金模板体系在高层装配式建筑中的应用进行阐述，供业内同行
传统编辑概念认识经历了从部门编辑学概念到普通编辑学概念的转变发展过程。传统编辑概念探讨尽管非常深入,但并没有形成相对一致的概念共识,甚至形成了较为激烈的观念争鸣。在媒介融合时代,编辑实践本身发生着很大变革,编辑概念认识需要从更辩证的角度来把握编辑概念的发展变动性和本质不变性,并在此基础上提出编辑概念的新观念、新认识。
目的 探讨老年营养风险指数（GNRI）联合血浆纤维蛋白原与白蛋白比值（F/A）对放化疗老年直肠癌患者的预后价值。方法 选取2015年1月—2017年1月新疆医科大学第一附属医院收治的150例行放化疗的老年直肠癌患者。放化疗前根据GNRI和F/A中位数分为高GNRI组（≥96.38）、低GNRI组（＜96.38）和高F/A组（≥0.12）和低F/A组（＜0.12），分别有75例、75例和86例、64
研究不同挤压压力条件下Mn/Fe比例对绿色建筑装饰铝合金组织与性能的影响规律，分析相应作用机理。结果表明，不同Mn/Fe比例的Al-Cu合金中主要存在4种不同的富铁第二相，即鱼骨状AlmFe、块状α-Fe和Alm（FeMn）相以及针状β-Fe相；富铁相的尺寸在挤压压力为70 MPa时更加细小且分散，合金中针状β-Fe相消失出现在Mn/Fe比0.8（70 MPa）和1.6（0 MPa）时；随着合金中