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Ln1-xSrxCo1-yFeyO3（LnSCF,Ln=La,Pr,Nd,Sm）钙钛矿型复合氧化物具有优良的电子-离子混合导电特性,在中低温固体氧化物燃料电池、氧分离膜、膜催化与反应器等方面具有广泛的应用前景。本文采用甘氨酸-硝酸盐法（GNP）制备了Ln0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0.2,0.8）材料,对材料的制备工艺、结构、热膨胀性能和混合导电性能进行了研究,分析了材料组成、结构与其热膨胀性能、电性能之间的关系,并探讨了材料热膨胀行为的变化规律与电子-离子混合导电机理,其目的在于为该类混合导体材料的进一步研究和应用提供实验和理论依据。 采用GNP法制备了Ln0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0.2,0.8）粉体,分析了初级粉料在热处理过程中钙钛矿的形成过程,并对热处理条件与合成粉料的颗粒形态和晶体结构之间的关系进行了研究,通过实验确定了适当的合成工艺条件,并制备出Ln0.6Sr0.4CO1-yFeyO3（y=0.2,0.8）体系超细粉体。 利用相关热力学数据,对Ln0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0.2,0.8）体系的晶格能进行了计算。结果表明,随着Ln离子半径的减小,体系的晶格能增大,而其热膨胀系数则应相应地减小。采用差示热膨胀法原理研究了材料的热膨胀性能。结果表明,材料在低温段的热膨胀曲线近似为直线,但在较高的温度下,因晶格氧的逸失而形成氧空位,使热膨胀曲线斜率增大。总体看来,在Co/Fe比例相同时,样品的热膨胀系数随Ln离子半径的减小而减小,但也出现了一些反常变化,这主要与材料的显微结构有关。高Co/Fe比例的样品,其热膨胀系数较大。 分别采用直流四探针法和交流阻抗谱研究了Ln0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0.2,0.8）体系陶瓷的电子导电性能和氧离子导电性能。结果表明,各样品的电子电导率均随温度的升高而增加,在600℃附近达到最大值,随着温度的进一步升高,电子电导率趋于降低。在相同的测试温度下,电子电导率随Ln离子半径的减小而降低,随Co/Fe比例的增加而提高。Ln离子种类的变化对离子电导率的影响不明显,co/Fe比例较高的样品,其离子电导率相对较高。 采用XRD、SEM、M（?）ssbauer谱等测试手段对Ln0.6Sr0.4Co1-yFeyO3（y=0.2,0.8）陶瓷的晶体结构、显微结构和Fe离子所处化学环境进行了研究。结果表明,随着A位Ln离子半径的减小,晶体结构出现从三方相到正交相的转变;Co/Fe比例较高的样品,其晶粒尺寸较大,致密度较高,在Ln离子为Sm的样品中发现了大量的液相,这些显微结构上的差异对材料的热膨胀行为和导电性能均有着非常重要的影响:A位组成的变化对B位离子所处环境产生了一定的影响,随着A位Ln离子半径的减小,B-O键键强增强,同时晶格畸变逐渐增大。