Y和Yb复合掺杂对BaCe_(0.5)Zr_(0.3)Y_(0.2-x)Yb_xO_(3-δ)的烧结性和电导率的影响

质子传导固体氧化物燃料电池具有广阔的应用前景,本文探索以BaCeO3为主体均相复合BaZrO3,采用ZnO为烧结助剂,制备了Y和Yb复合掺杂的BaZrO3-BaCeO3即BaCe0.5Zr0.3Y0.2-xYbxO3-δ(x=0、0.08、0.16)质子导体,重点研究了Y和Yb复合掺杂对质子导体材料烧结性、微观结构和电导率的影响。实验结果表明,x=0时,即BCZY-Z试样具有较好的性能,1350℃烧结6 h试样相对密度达到了97.1%,600℃电导率为6.3×10-3S/cm,700℃晶界电阻只有18Ω。     

添加B2O3对Y掺杂BaZrO3烧结性及电导率的影响

研究了加入不同量氧化硼（B2O3）对 Y 掺杂 BaZrO3（BaY0.1Zr0.9O2.95）质子导体烧结性及电导率的影响。研究表明：加入适量 B2O3（质量分数为0.5%～0.75%）可以使 Y 掺杂 BaZrO3的烧结温度降低到 1500 ℃,保温时间缩短到 4～6h,相对密度可达 95%左右,远大于不加 B2O3试样的。与未掺入 B2O3的 Y 掺杂 BaZrO3试样相比,该体系材料的电导率没有明显降低。过量 B2O3（1.0%）的加入将使其以第二相形式存在于烧结体中,从而降低材料的电导率。     

用于固体氧化物燃料电池的Zn掺杂BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3-δ质子导体电解质的制备与性能

采用柠檬酸–硝酸盐燃烧法制备了质子导体固体氧化物燃料电池(SOFC)电解质材料BaZr0.7Pr0.1Y0.2O3–δ(BZPY)和BaZr0.7Pr0.1Y0.16Zn0.04O3–δ(BZPYZn)。研究了Zn掺杂对材料烧结、热膨胀系数和电性能的影响;利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品物相和微观结构进行了表征。结果表明:BZPYZn经1 100℃煅烧5h后呈单一的钙钛矿结构。随烧结温度的升高(从1 300℃到1400℃),BZPYZn陶瓷体的晶粒尺寸增大,而孔隙率减小;1350℃保温5h烧结的BZPYZn陶瓷样品的相对密度达到97.3%;500～800℃范围内,离子电导率介于10–3～10–2S/cm之间。室温至1 000℃范围内,样品的热膨胀系数为9.2×10–6/K,表明其与电极材料(Ni)的热匹配性好。预示BZPYZn有望成为良好的质子传导型中温SOFC电解质材料。     

B位掺杂对BaCeO3–δ基质子导体陶瓷力学特性的影响

质子导体固体氧化物燃料电池中的电解质是影响其性能和稳定性的关键。通过固相反应法制备了B位阳离子掺杂的BaCe_0.9M_0.1O_3–δ(BCM,M=Sc、Y、Zr、Nb)质子导体陶瓷，通过材料表征和纳米压痕测试探究了B位掺杂对烧结特性和力学特性的影响规律。结果表明，三价离子掺杂会促进BCM烧结过程中颗粒的生长而高价离子掺杂则会抑制颗粒生长。在力学特性上，掺杂后的BCM的弹性模量随着同稳定价态掺杂元素(Sc和Y)的离子半径的增大而减小，随着不同稳定价态掺杂元素(Y、Zr和Nb)的价态的增加而减小。     

固相反应对钆掺杂二氧化铈和钇掺杂铈酸钡电解质电化学性能的影响

采用溶胶–凝胶燃烧法和机械混合法制备CeO2-BaCeO3、Ce0.8Gd0.2O1.9(GDC)-BaCeO3、CeO2-BaCe0.8Y0.2O3-δ(BCY)及GDC-BCY复合粉末,复合粉末中两相的摩尔比为1∶1,并在1550℃保温烧结5h。研究掺杂元素对掺杂CeO2与掺杂BaCeO3固相反应的影响,并研究了固相反应后GDC-BCY复合电解质的电化学性能。结果表明:掺杂元素能够抑制BaO的挥发,促使GDC-BCY复合电解质发生固相反应,形成以BaCe1-x-yGdxYyO3-α相为主的显微组织,其电导率大于单相BCY,略小于单相GDC。GDC-BCY电解质的单电池在700℃时的最大功率密度为0.657W/cm2,均高于相同条件下BCY、GDC电解质的单电池性能。     

纳米ZnO或纳米Y2O3对熔融石英陶瓷烧结性能的影响

以高纯熔融石英粉为原料,分别加入相对于熔融石英粉质量1%、2%和3%的纳米ZnO或纳米Y2O3,经50 MPa压力成型后,在还原气氛中,于1 300、1 350和1 400℃保温1 h煅烧后,测定试样的显气孔率和常温抗折强度,并采用SEM分析试样的断口形貌。结果表明:引入纳米ZnO或纳米Y2O3可以明显地促进熔融石英陶瓷的烧结,纳米ZnO可大大提高熔融石英陶瓷材料的抗折强度并显著降低其显气孔率,纳米Y2O3作为熔融石英陶瓷助烧结剂的最佳加入量(w)为2%。     

ZnO掺杂量与烧结温度对SnO2–Ta2O5–ZnO压敏变阻材料性能的影响

以SnO2、Ta2O5和ZnO粉为原料,通过传统陶瓷固相反应烧结法制备了压敏变阻材料,实验中ZnO含量为0～2.00%(摩尔分数),烧结温度控制在1 300～1500℃并保温2 h。研究了ZnO掺杂量和烧结温度对材料的组成、微观结构和电学性能的影响。结果表明:在温度一定条件下,随着ZnO掺杂量的增加,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小;在ZnO含量一定时,随着烧结温度从1 300℃升至1 450℃,材料的非线性系数、压敏电压先增大后减小。ZnO掺杂量为0.50%时,在1450℃烧结得到的样品的非线性系数最高(6.2),漏电流最小(262μA/cm2),压敏电压较高(83V/mm)。     

Co掺杂对（CeO2）0.92（Y2O3）0.06（La2O3）0.02电解质材料性能的影响

采用固相合成法合成CeO2基粉料(1-x)(CeO2)0.92(Y2O3)0.06(La2O3)0.02+xCoO1.5(x=0,0.5 mol%,1mol%和2mol%),并在不同温度下烧成。采用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、Archimedes法、交流阻抗谱和热膨胀仪分别测试电解质材料的晶体结构、体积密度、离子电导率和热膨胀。结果表明:掺杂Co的试样经1500℃烧成后均为单一的立方萤石结构相,Co可以有效提高试样的烧结性能,降低烧结温度100℃;试样的晶界电导随着Co含量的增加而提高,当Co掺杂量为2mol%时,试样在700℃时表现出最高的离子电导率0.051s.cm-1。同时发现Co的掺杂对试样的热膨胀影响不大。     

固体氧化物燃料电池复合电解质粉体BaCe0.8Y0.2O3–δ–Ce0.8Gd0.2O1.9的制备及表征

用分步硝酸盐–柠檬酸凝胶燃烧法制备新型混合离子传导复合电解质粉体BaCe0.8Y0.2O3–δ–Ce0.8Gd0.2O1.9[BCY–GDC,摩尔比n(BCY):n(GDC)=1:1],研究不同烧结温度下制备的BCY–GDC电解质片的性能,以及以BCY–GDC为电解质的单电池的电性能。结果表明:采用该法可以获得分布均匀的BCY–GDC粉末,平均晶粒尺寸约为40nm;BCY–GDC复合电解质的相对密度随着烧结温度的升高而不断增大;1450℃烧结5h的电解质片基本达到完全致密,且BCY、GDC两相分布均匀,并且随着烧结温度的升高,复合电解质片的电导率增大;以BCY–GDC为电解质的单电池在450℃的开路电压达到0.95V,700℃的最大功率密度达到0.4W/cm2。     

Dy2Ce2O7和Y2Ce2O7稀土铈酸盐的制备及热导率

采用固相反应法在1600℃下保温10小时制备了Dy2Ce2O7和Y2Ce2O7陶瓷材料。分析了其相组成、微观组织和热导率。XRD结果表明,成功合成了具有萤石晶体结构的单一相Dy2Ce2O7和Y2Ce2O7。其组织结构致密,晶界清晰,无未反应物或杂质相存在。由于氧空位以及取代原子与基质原子之间的质量差异所导致的声子散射,使得Dy2Ce2O7和Y2Ce2O7具有比YSZ更低的热导率,这些结果表明,Dy2Ce2O7和Y2Ce2O7均可用作将来热障涂层用候选材料。     

钡盐产品的研究开发和展望

介绍了国内外主要钡盐产品的研究开发现状和生产状况 ,并且阐述了主要的钡盐产品的应用前景和市场动态趋势     

含钡废渣的综合利用

介绍了钡渣制氯化钡、钡渣制硝酸钡、钡渣制砖的生产方法和工艺条件，指出钡渣的综合治理，有巨大的经济效益和社会效益，发展前景非常广阔。     

氢氧化钡产品生产现状

通过中国现有氢氧化钡生产现状及存在问题分析,对采用毒重石水解法生产氢氧化钡工艺提出了4项措施：增加毒重石矿选矿工艺,寻找新的毒重石矿源以提高品位,长时间研究确定生产工艺,开发氢氧化钡新的生产工艺线路。结合环保治理实行循环经济,介绍实行循环经济的做法。     

氯化钡生产工艺改进

介绍了盐酸法生产氯化钡的原理及影响反应的主要因素,论述了对原料和工艺路线方面的改进内容。     

Effects of Excess Barium Ions on Aqueous Barium Titanate Tape Properties

The effects of excess free barium ions in aqueous barium titanate slip on the resulting BaTiO₃ tape properties were investigated in terms of the slip behavior, green/sintered tape density and morphology, and dielectric properties. The excess free barium ions expressed by means of the Ba/Ti ratio adversely affected most tape properties. Increase in the slip viscosity, green porosity, and agglomeration along with a decrease in mechanical properties and green/sintered density were found with the increase in the Ba/Ti ratio. However, dielectric permittivity was increased with increase in the Ba/Ti ratio. An effort was made to correlate these phenomena with Ba²⁺ leaching in water for realistic multilayer ceramic capacitor applications.     

均相沉淀法制备不同晶形碳酸钡的研究

以八水氢氧化钡和尿素为原料,采用均相沉淀法制备了碳酸钡粉体。通过添加合适的晶形控制剂,合成了线状、针状和柱状等不同晶形的碳酸钡粉体,通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行了表征,结果表明:当晶形控制剂用量为0. 3% (控制剂与氢氧化钡的质量比)左右时,合成的碳酸钡粉体分散性良好,粒度较小,形貌完整。同时对不同晶形碳酸钡的形成机理进行了初步的探讨。     

火焰原子吸收光谱法测定硫酸钡中的游离钡

关于硫酸钡中游离钡的含量,国标中没有规定分析方法,随着硫酸钡用途的增加,游离钡的含量已成为硫酸钡产品中一个重要的杂质指标。提出了用火焰原子吸收分光光度法分析硫酸钡中的游离钡,并对溶解试样过程中酸度的控制、燃气的流量控制、助燃气的选择等影响因素进行了讨论。在波长553.6 nm、氧化亚氮作助燃气的条件下进行实验,计算得到的相对标准偏差为1.6%~3.5%,加标回收率为99.13%~100.07%,灵敏度为0.2,钡的检出限为0.2 mg/L,该方法具有低干扰性和高准确性的特点,测定结果令人满意,能够满足工业化生产要求。     

硫脲法生产巯基乙酸铵工艺中废渣的再利用研究

硫脲法生产巯基乙酸铵工艺中产生大量的碳酸钡废渣，本文介绍了利用该废渣制备其生产中所需原料氢氧化钡的工艺流程及原理，并通过实验，考察了工艺条件对氢氧化钡产品质量的影响。合成的氢氧化钡含量为95．1％，达到了工业合格品要求，且钡的单程转化率约为70％。     

沉淀硫酸钡粉体流动性及影响因素分析

以芒硝-硫化钡法工业化生产的沉淀硫酸钡为对象,在对普钡、超细钡和精细钡粉体的流动性指数进行测试的基础上,分析了影响沉淀硫酸钡粉体流动性能的主要因素,并着重分析了沉淀硫酸钡粉体受压缩时颗粒间范德华力的变化对流动性的影响,得出了内聚力以压缩率的平方递增的关系。     

Influence of Barium Dissolution on the Electrokinetic Properties of Colloidal BaTiO3 in an Aqueous Medium

Hysteresis in the electrokinetic behavior of colloidal hydrothermal BaTiO₃ occurs during sequential acid and base titrations. Ba dissolution during acid titration results in an oxide-rich surface. When the acid-treated BaTiO₃ is titrated back to pH 10, dissolved Ba is specifically adsorbed and/or precipitated onto the particle surface. The combined effects of dissolution and subsequent adsorption–precipitation results in titration hysteresis. Most of the labile Ba can be removed by multiple acid treatments, which result in a TiO₂-like surface layer composition. Barium dissolution increases with decreasing pH but levels off below pH 4 due to diffusion through the surface oxide layer as predicted previously. A phenomenological model is offered to explain the electrokinetic behavior as a function of pH. It is suggested that inherent BaCO₃ contamination is not the primary source of dissolved Ba from hydrothermal BaTiO₃ in acidic solution.