论文摘要
钙钛矿结构混合导体材料在燃料电池、传感器和氧气的分离等领域有着广泛的技术应用,因此大力开展钙钛矿结构混合导体材料的研究工作,对于我国21世纪可持续发展计划的实现具有重要的战略意义。本论文对YBaA2O5+5（A=Co, Fe）和LaSr3Fe3-xMnxO10-钙钛矿结构混合导体材料的结构、载流子类型和电学性能进行了探索性研究。采用溶胶凝胶法制备了YBaA2O5+δ（A=Co, Fe）和LaSr3Fe3-xMnxO10-（x=0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0）粉体,用X射线衍射分析仪和热重分析仪对其结构进行测定和热稳定性分析。在不同淬火温度下,采用碘滴定法测定了两种混合导体中变价离子（Co, Fe和Fe/Mn）的平均价态和氧非化学计量数,探讨了淬火温度对变价离子的平均价态和氧非化学计量数的影响。实验发现：在不同淬火温度下,Co的平均价态和氧非化学计量数开始时,随淬火温度升高而增加,在300℃时达到最大,然后逐渐减小；Fe的平均价态和氧非化学计量数,随淬火温度升高而降低；Fe/Mn的的平均价态随着淬火温度的升高而减小,氧非化学计量数随着淬火温度的升高而增大,并得到了它们的缺陷方程。通过西贝克系数的测量表明YBaA2O5+δ（A=Co, Fe）和LaSr3Fe3-xMnxO10-混合导体材料在一定温度范围内为p型导体。通过采用四端子法对YBaA2O5+δ（A=Co, Fe）和LaSr3Fe3-xMnxO10-混合导体电导率的研究表明：在200℃-325℃内,YBaCo2O5+δ混合导体样品的电导率先随着温度的升高而增加,表现出半导体导电特性；当温度高于325℃时,电导率随温度的升高而降低,呈现出金属导电特性。在不同温度下,YBaFe2O5+δ混合导体的电导率随着温度的升高而降低。在LaSr3Fe3-xMnxO10-混合导体中,Mn掺杂样品电导率均出现半导体—金属转变,当掺杂量为x=0.1时其电导率值最大,而当掺杂量为x=1.0时其电导率值最小。另外,在同样锰掺杂量下,LaSr3Fe3-xMnxO10-电导率随温度升高而减小。最后,首次采用扫描开尔文探针测试了在不同淬火温度下YBaA2O5+δ（A=Co,Fe）混合导体样品的表面势和在不同Mn掺杂量下LaSr3Fe3-xMnxO10-混合导体样品的表面势,定性分析了激发其样品表面电子所需的能量。
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摘要Abstract目录第1章 绪论1.1 钙钛矿结构1.2 钙钛矿结构半径失配与容限因子1.3 钙钛矿结构混合导体的非化学计量性1.4 钙钛矿结构混合导体的应用1.4.1 固体氧化物燃料电池（SOFC）1.4.2 氧气的分离1.4.3 氧传感器1.4.4 水蒸气电解器1.5 研究目的意义和内容第2章 实验方法与原理2.1 溶胶-凝胶法2.2 碘量法2.2.1 碘量法的应用现状2.2.2 间接碘量法原理2.2.3 溶液配制2.3 西贝克效应2.4 电导率测试原理2.5 扫描开尔文探针测试原理2.5.1 Kelvin探针的基本原理2.5.2 Kelvin探针的优点2O5+δ混合导体的电学性能研究'>第3章 YBaCo2O5+δ混合导体的电学性能研究3.1 引言3.2 实验3.2.1 样品的制备3.2.2 氧非化学计量数测定3.2.3 西贝克系数测量3.2.4 电导率测量3.2.5 扫描开尔文表面势测试3.3 结果与讨论3.3.1 XRD分析3.3.2 TG分析2O5+δ中Co平均价态及氧非化学计量数'>3.3.3 YBaCo2O5+δ中Co平均价态及氧非化学计量数2O5+δ西贝克系数测试结果'>3.3.4 YBaCO2O5+δ西贝克系数测试结果2O5+δ电导率测试结果与分析'>3.3.5 YBaCo2O5+δ电导率测试结果与分析2O5+δ表面势测试结果与分析'>3.3.6 YBaCo2O5+δ表面势测试结果与分析3.4 本章小结2O5+δ混合导体的电学性能研究'>第4章 YBaFe2O5+δ混合导体的电学性能研究4.1 引言4.2 实验4.2.1 样品的制备4.2.2 氧非化学计量数测定4.2.3 西贝克系数测量4.2.4 电导率测量4.2.5 扫描开尔文表面势测试4.3 结果与讨论4.3.1 XRD分析4.3.2 TG分析2O5+δ中Fe平均价态及氧非化学计量数'>4.3.3 YBaFe2O5+δ中Fe平均价态及氧非化学计量数2O5+δ西贝克系数测试结果'>4.3.4 YBaFe2O5+δ西贝克系数测试结果2O5+δ电导率测试结果与分析'>4.3.5 YBaFe2O5+δ电导率测试结果与分析2O5+δ表面势测试结果与分析'>4.3.6 YBaFe2O5+δ表面势测试结果与分析4.4 本章小结3Fe3-xMnxO10-混合导体的电学性能研究'>第5章 LaSr3Fe3-xMnxO10-混合导体的电学性能研究5.1 引言5.2 实验5.2.1 样品的制备5.2.2 氧非化学计量数测定5.2.3 西贝克系数测量5.2.4 电导率测量5.2.5 扫描开尔文表面势测试5.3 结果与讨论5.3.1 XRD分析3Fe2MnO10-TG分析'>5.3.2 LaSr3Fe2MnO10-TG分析3Fe3-xMnxO10-中Fe/Mn的平均价态及氧非化学计量数'>5.3.3 LaSr3Fe3-xMnxO10-中Fe/Mn的平均价态及氧非化学计量数3Fe3-xMnxO10-西贝克系数测试结果'>5.3.4 LaSr3Fe3-xMnxO10-西贝克系数测试结果3Fe3-xMn)xO10-电导率测试结果与分析'>5.3.5 LaSr3Fe3-xMn)xO10-电导率测试结果与分析3Fe3-xMnxO10-表面势测试结果与分析'>5.3.6 不同锰掺杂量LaSr3Fe3-xMnxO10-表面势测试结果与分析5.4 本章小结第6章 结论参考文献攻读硕士研究生期间发表的论文致谢
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