鉻酸鑭(LaCrO3)由于其高熔點、高電導性和在氧化還原環境下的化學穩定性,在固態氧化物燃料電池、磁流體發電機和加熱用爐體材料上得到廣泛的應用。但其缺陷在于LaCrO3在空氣下的燒結性能不好,不致密。學術界普遍認為是由于其在1000oC以上會揮發出氣態CrO3,導致其燒結性能不好。
中國科學院新疆理化技術研究所材料物理與化學研究室常愛民研究團隊,多年來致力于熱敏功能陶瓷材料的研究和應用。該團隊科研人員根據LaCrO3在高溫下揮發產生氣態CrO3導致其燒結不致密的假設,設計了通過不同材料(Al2O3, La2O3, Cr2O3等)埋燒LaCrO3的實驗,以提高其燒結的致密性。研究結果顯示,La2O3埋燒的LaCrO3致密性大大提高,這表明在空氣中燒結致密的LaCrO3是可以實現的。能譜儀(EDS)結果發現燒結后的LaCrO3中Cr與La的含量比小于1;在埋燒后的La2O3粉末中發現Cr元素表明,LaCrO3在高溫燒結下存在Cr揮發。此外,從埋燒后的La2O3粉末的X射線衍射(XRD)結果發現有LaCrO3相生成,從而從側面證明了LaCrO3(s) + 3/4 O2(g) 生成1/2 La2O3(s) + CrO3(g),從燒結機理上印證了LaCrO3在高溫下揮發產生氣態CrO3導致其燒結不致密的假設。
相關研究結果發表于《美國陶瓷會志》(J. Am. Ceram. Soc.)上,文章第一作者為碩士研究生印杏蓮。
該研究工作得到國家自然科學基金、新疆自治區科技人才培養項目等的資助。
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埋燒前后的La2O3粉末的XRD和不同埋燒材料的LaCrO3的EDS結果
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