摘要随着生产力的不断发展，能源紧缺与环保问题已经变得愈加严重。这一切已经成 为制约生产力与生产关系发展的重要因素。在能源领域中，燃料电池由于其独特的特 性，将其他能源在没有任何污染且比较高效率的情况下转换成电力，受到了社会尤其 是能源领域的关注，越来越多的研究者对固体氧化物燃料电池产生研究兴趣，并为之 展开研究，使其成为该领域的一个研究热点。我们知道，固体氧化物燃料电池包括了 电解质、阳极材料与阴极材料，而在其中作为电解质的质子传导性陶瓷是最关键的部 分。于是乎，大量的试验研究在国内外研究者手中进行，也探究出不断增多的ABO3型钙钛矿结构的质子导电陶瓷。而在这些钙钛矿结构的质子导电陶瓷中，BaCeO3基 的质子导电陶瓷的质子电导率比其他各种类型的钙钛矿型固体电解质更高，由于这个 原因，使得它在固体氧化物燃料电池的研究中备受青睐。根据现有的材料发现，掺杂 Gd3+或者Y3+元素的质子导电陶瓷的电导率，比掺杂过其他镧系元素得到的BaCeO3基 质子导电陶瓷更高。美中不足的是，BaCeO3基的质子导电陶瓷在CO2和H2O的气氛中 所显示的化学稳定性不是很高，很容易与别的物质反应。而添加了Ta5+，In3+，Ga3+ 等电负性比较大的离子来部分替换Ce4+离子能够非常好的提升其化学稳定性。79364

质子传导性陶瓷在高温下具有独特的导电性能，它们适合应用于许多电化学装 置，包括质子传导陶瓷燃料电池，蒸汽电解器，氢气传感器，氢透过膜，蒸汽渗透膜， 催化膜电抗器等。目前流行的质子导电陶瓷是以BaCeO3基与BaZrO3基为代表。以BaCe0。7In0。2Gd0。1O3-为材料的导电陶瓷具有很多优点，掺杂In

之后其化学稳定性提高，掺杂Gd3+后其电导率也得到了提升，且BaCeO3基为材料的导电陶瓷是质子 导电陶瓷中电导率最高的。普通的BaCeO3基导电陶瓷需要的烧结条件比较苛刻，高 达1700 ℃，但在添加了烧结助剂之后烧结条件得到了极大改善，1300℃度左右即可 烧结致密。所以我们在这个实验中研究不同的烧结助剂对样品烧结性能及导电性能的 影响。采用低温固相反应烧结法对BaCe0。7In0。2Gd0。1O3-样品进行烧结，选择不同的烧

结助剂，研究烧结助剂对BaCe0。7In0。2Gd0。1O3-陶瓷的烧结特性的影响，对日后的研究 方向有着一定的的导向作用。

对通过固相反应烧结法制备得到的样品使用了 X 光衍射实验（XRD）和扫描电 镜实验（SEM）后，发现样品都属于单相的钙钛矿结构，并且添加了 CuO 作为烧结助剂的样品致密性非常好，样品的烧结曲线也验证了这一结论：致密度由高到低排列 依次是 CuO, CoO, NiO, Fe2O3。烧结后样品的热膨胀系数依次为 Fe2O3：9。41x10-6 K-1， CoO：9。70 x10-6 K-1，NiO：9。25 x10-6 K-1，CuO：10 x10-6 K-1，对样品进行了电学性能测 试后发现添加 CuO 作为烧结助剂的样品的电学性能也是四种样品中较为良好的。

毕业论文关键词：钙钛矿；质子导电陶瓷；BaCeO3；烧结助剂；

Abstract With the continuous development of productivity, energy shortages and environ mental problems have  become  increasingly  serious。  All  this  has  become  an  importa nt  factor  restricting  the  development  of  productive  forces  and  relations  of  productio

n。 In the energy sector, the fuel cell due to  its  unique  characteristics,  other  energy without any pollution, and  at  a  relatively  high  efficiency  of  the  case  is  converted  i nto electricity by  the  community,  especially  the  focus  on  the  energy  sector,  more  a nd more researchers solid oxide fuel cell research interest for, and  expand  research, making it  a  hot  topic  in  the  field。  As  we  know,  the  solid  oxide  fuel  cell  comprisi ng an electrolyte, an anode material and cathode material, and in which as a proto n-conductive ceramic electrolyte is the  most  critical  part。  Consequently,  a  large  num ber of experimental studies carried out in the  hands  of  domestic  and  foreign  researc hers, but also to explore the growing number of proton conductive ceramics ABO3 perovskite structure。 In these proton conducting ceramic perovskite structure, BaCeO 3-based ceramic proton conducting proton conductivity is higher than other types of perovskite-type solid electrolyte, for  this  reason,  makes  it  a  solid  oxide  fuel  cell  st udy favored。 According  to  existing  materials  found  doping  proton  conductive  cerami cs  Gd  or  Y  elements  conductivity  than  the  doped-conductive  ceramic  matrix  BaCeO