[發明專利]基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310047853.6
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103086716A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 劉占國;谷肄靜;歐陽家虎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/622
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 金永煥

1.基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料，其特征在于：它的化學組成為BaCe_1-xM_xO_3-δ–x/2M₂O₃，是按化學計量比由CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體制備而成的，其中0<x<0.25，所述的M為Gd或Y。

2.如權利要求1所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：方法具體是按以下步驟完成的：

一、按權利要求1所述的化學組成為BaCe_1-xM_xO_3-δ–x/2M₂O₃中的化學計量比稱量CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體，并對CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體分別進行除雜處理；其中0<x<0.25；

二、將經步驟一處理的CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體濕磨混合均勻，干燥后得混合物粉體；

三、將步驟二得到的混合物粉體，在1373K～1623K的溫度下煅燒5h～10h，然后，研磨，過120~200目篩，得煅燒粉體；

四、將步驟三得到的煅燒粉體放入模具中，在20MPa~50MPa的機械壓力下進行壓片，恒壓0.5min~3min后，卸去壓力，然后進行冷等靜壓，之后在1773K～1973K的溫度下燒結，恒溫2h~10h后，自然冷卻，即得到基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料，其中，所述的冷等靜壓的壓力為200MPa~400MPa；

所述的M為Gd或Y。

3.根據權利要求2所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟一中的對CeO₂粉體和M₂O₃粉體分別進行除雜處理的方法為：將CeO₂粉體和M₂O₃粉體在973K～1273K下熱處理1h~5h。

4.根據權利要求2所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟一中的對BaCO₃粉體進行除雜處理的方法為：BaCO₃粉體在373K~473K下熱處理1h~5h。

5.根據權利要求2、3或4所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟二中的濕磨混合的具體條件為：向滾筒式球磨機中，加入CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體，然后，加入無水乙醇或者蒸餾水作為分散介質，加入氧化鋯球做為磨球，以200r/min~500r/min的轉速球磨12h~48h；其中，所述的球磨機中CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體的總和與磨球的質量比為1:(1~5)，所述的球磨機中CeO₂粉體、M₂O₃粉體和BaCO₃粉體的總質量與無水乙醇或蒸餾水的體積的比為1g:(0.5mL~2.5mL）。

6.根據權利要求2、3或4所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟三中的研磨的方法具體為：采用瑪瑙研缽研磨。

7.根據權利要求2所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟三中為在1523K的溫度下煅燒10h。

8.根據權利要求2、3、4或7所述的基于稀土氧化物摻雜鈰酸鋇的復合質子導體材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟四中為在20MPa的機械壓力下進行壓片，恒壓2min。