多组分高熵钙钛矿La(Ga_0.2Cr_0.2X_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃（X=Mg,Fe,Zn）的溶胶-凝胶合成与高温电导性能分析

摘要

为了提升钙钛矿结构高熵氧化物在高温下的热稳定性，使其热膨胀系数随温度稳定变化，改善其在高温条件下的电导性能，通过溶胶-凝胶法成功合成了不同元素掺杂的钙钛矿型高熵氧化物前驱物粉体，并通过煅烧合成了一系列高熵钙钛矿氧化物La（GaCrXMnNi）O₃（X=Mg,Fe,Zn）粉体．研究结果表明，所有样品在900℃煅烧后均形成单一钙钛矿相，透射电镜配备的能量色散X射线光谱仪分析证实，材料中各元素在30nm尺度内均匀分布．不同掺杂元素对材料性能具有显著影响，其中Fe掺杂样品在热稳定性、热膨胀系数及电导性能方面表现最优：室温至1300℃下La(Ga_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃质量损失率仅为0.5%，升温过程中具有稳定的热膨胀系数变化．La(Ga_0.2Cr_0.2Fe_0.2Mn_0.2Ni_0.2)O₃高熵氧化物材料在300℃、500℃、800℃时的电导率分别为0.077、0.1和0.3S/m，其在高温下的热稳定性、热膨胀性能和电导性能可使其应用在固体氧化物燃料电池电极中．

关键词

钙钛矿结构 / 高熵氧化物 / 热稳定 / 电导率