La1-xSrxGa1-yMgyO3-(x+y)/2(LSGM)在中低温(850℃以下)范围内,很宽的氧分压下具有较高的离子电导率,可作为中低温固体氧化物燃料电池电解质的备选材料。本文通过高温固相法系统地制备了9种不同组分的Sr、Mg掺杂的LaGaO3基固体电解质材料、NiO的质量含量占NiO与GDC总质量的20%,30%,40%,50%和60%的NiO-GDC阳极材料和La1-xSrxCoO3阴极材料。借助XRD、SEM、TG-DTA和阿基米德排水法等分析手段对材料的固相合成过程、烧结性能和相组成进行分析,采用直流四电极法和交流阻抗法研究材料的电学性能。 由LSGM合成实验研究发现:只要工艺得当,采用固相反应法可以制备出高质量Sr, Mg掺杂的LaGaO3固体电解质材料;合成物料在1500℃下烧结,即可得到钙钛矿相;晶体生长成六边形台阶模式;LSGM电解质电导率随温度的升高而逐渐增大,当运行温度高于600℃以后,电导率增加变剧烈;电导率随保温时间的延长而增大。随Sr掺杂量的增加,电导率逐渐增大,掺Mg则电导率反而减小。保温6h的La0.83Sr0.17Ga0.9Mg0.1O2.865电导率...
中文摘要7-9
英文摘要9-10
第一章 前言14-36
    1.1 燃料电池简介14-18
        1.1.1 基本原理14-15
        1.1.2 燃料电池的主要种类及特性15-16
        1.1.3 燃料电池的特点及优势16-17
        1.1.4 燃料电池的发展前景17-18
    1.2 固体氧化物燃料电池18-31
        1.2.1 固体氧化物燃料电池的工作原理及特点19-20
        1.2.2 固体氧化物燃料电池的基本组成及性能要求20-29
        1.2.3 固体氧化物燃料电池的发展背景和技术现状29-31
    1.3 本论文选题的依据、工作内容和研究意义31-32
    参考文献32-36
第二章 实验部分36-44
    2.1 实验所需原料与试剂36
    2.2 实验所需主要设备36-38
    2.3 样品的测试和表征方法38-43
        2.3.1 差热-热重分析（DAT-TG）38
        2.3.2 X 射线衍射分析（XRD）38-39
        2.3.3 扫描电子显微镜（SEM）39
        2.3.4 致密度测量39-40
        2.3.5 电性能测试40-43
    2.4 小结43
    参考文献43-44
第三章 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2)固体电解质的制备及性能研究44-73
    3.1 引言44-45
    3.2 实验方案和组分设计45-46
    3.3 LSGM 电解质的制备46-50
        3.3.1 试样的制备工艺流程图46-47
        3.3.2 试样的制备过程47-50
    3.4 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 固体电解质合成过程研究50-51
    3.5 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 固体电解质致密度研究51-53
        3.5.1 升温速度的影响51-52
        3.5.2 烧结保温时间的影响52-53
    3.6 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 固体电解质的结构研究53-57
        3.6.1 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 的结构特征53-54
        3.6.2 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 的XRD 分析54-57
    3.7 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 固体电解质的显微结构57-60
        3.7.1 烧结保温时间的影响57-58
        3.7.2 组分的影响58
        3.7.3 晶粒的台阶生长方式58-59
        3.7.4 Ga 元素挥发致使的晶粒形貌变化59-60
    3.8 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 固体电解质的电子能量散射光谱分析(EDS)60-61
    3.9 La_(1-x)Sr_xGa_(1-y)Mg_yO_(3-(x+y)/2) 固体电解质的电学性能研究61-71
        3.9.1 测试样品的制备61
        3.9.2 室温交流阻抗法测试电导率61-64
        3.9.3 中温直流四电极法测试电导率64-71
    3.10 小结71
    参考文献71-73
第四章 Ni-GDC 阳极材料的制备及性能研究73-81
    4.1 引言73-74
    4.2 Ni-GDC 阳极材料的制备74-75
        4.2.1 原料74-75
        4.2.2 NiO-GDC 材料的制备75
        4.2.3 阳极的还原75
    4.3 Ni-GDC 阳极材料的性能研究75-79
        4.3.1 XRD 分析75-76
        4.3.2 SEM 分析76-79
    4.4 小结79-80
    参考文献80-81
第五章 LSCO 阴极材料的制备及性能研究81-91
    5.1 引言81-82
    5.2 LSCO 阴极材料的制备82-83
        5.2.1 原料82
        5.2.2 LSCO 材料的制备82
        5.2.3 丝网印刷82-83
    5.3 LSCO 阴极材料的研究83-89
        5.3.1 XRD 分析83-84
        5.3.2 SEM 分析84-86
        5.3.3 电学性能分析86-89
    5.4 小结89-90
    参考文献90-91
第六章 主要研究结论与进一步工作的建议91-93
    6.1 主要研究结论91-92
    6.2 进一步工作的建议92-93

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