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共沉淀法制备Cu掺杂的钙钛矿型混合导体透氧材料

张恒 , 董新法 , 林维明

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2006.06.006

采用并流共沉淀法合成了掺杂Cu的钙钛矿型混合导体透氧膜材料.考察了pH值、陈化时间等制备条件对前驱体性质和膜片透氧性能的影响,采用TG-DSC考察了复合氧化物粉体的生成过程,采用XRD、TEM对粉体的结构和形态进行了表征,对材料进行了透氧性能测试并与固相反应法作了比较.结果表明,pH=10～11,陈化时间为10小时是最佳的前驱体制备条件,合成温度为800℃即可得到纯相钙钛矿结构的粉体,其平均颗粒直径为90nm,透氧测试结果显示,制备方法和Cu掺杂量对膜片的透氧性能有显著影响,900℃时共沉淀法制备的SrFe0.6Ti0.1Cu0.3O3-δ的透氧量达到O.64ml·min～·cm-2(STP).

关键词: 透氧 , 钙钛矿 , 混合导体 , 共沉淀

Ti-600合金的热稳定性

曾立英 , 洪权 , 赵永庆 , 戚运莲

稀有金属材料与工程

研究了Ti-600合金镦制饼材600℃热暴露前后室温拉伸性能的变化,并观察合金的拉伸断口、分析其断裂机制.结果表明,600℃热暴露100 h后,毛坯热暴露试样的强度较热暴露前固溶时效试样(STA)的提高了3％左右,延伸率降低20％左右;热暴露试样的强度稍有降低,延伸率则降低了45％左右.STA试样室温拉伸断裂起源于试样中心位置,断口形貌呈现韧窝型断裂特征;毛坯热暴露试样断口上可见解理小平面与韧窝并存的特征,为混合型断口;试样热暴露以后,裂纹萌生于试样表面,断口上观察到解理小平面,合金的断裂沿片层α相界面扩展.热暴露试样表层有脆性富氧层存在,富氧层内易诱发细微裂纹并向基体扩展.表面渗氧是Ti-600合金热暴露后塑性下降的重要原因之一.

关键词: Ti-600高温钛合金 , 热稳定性 , 延伸率 , 渗氧

SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ及SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ的热学性能与透氧性能研究

樊传刚 , 刘卫 , 左艳波 , 邓增强 , 黄祥贤 , 陈初升

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2006.01141

介绍了对SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ及SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ两种透氧膜材料相组成、热学性能及氧渗透性能的研究, 发现实验中获得的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ透氧膜材料具有长期的相组成稳定性; 在它的B位进一步用Sn取代Fe，获得名义组成SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ样品, 具有典型的双相组成特征. 与单相SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ相比, 双相结构SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ样品的热膨胀率降低, 抗热冲击性能增加显著; 同时, 氧渗透性能也有一定程度的提高, 如1.2mm厚的SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ陶瓷膜样品在1000℃具有1.87×10^-6mol cm^-2 s^-1的透氧率(P_O2(h)=2.09×10⁴Pa, P_O2(l)=1.2×10³Pa), 同样条件下的SrCo_0.8Fe_0.1Sn_0.1O_3-δ样品透氧率为2.49×10^-6 mol cm^-2 s^-1.

关键词: 氧渗透 , perovskite structure , ceramic membrane , thermal shocking resistance

An Oxygen-Permeation Treatment for Hardening Titanium Alloys

材料保护

关键词:

Cu、Ti掺杂的SrFeO_3-δ 基混合导体透氧材料的制备与性能研究

张恒 , 董新法 , 林维明

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00097

利用柠檬酸络合法制备了SrFe(Cu,Ti)O_3-δ系列混合导体透氧材料. 采用TG-DSC、XRD和透
氧测试等手段分别考察了材料的晶体结构、稳定性及透氧能力. 结果表明, Cu和Ti的掺杂量对材料的晶相组成和透氧量有重要影响, 掺杂Cu能够使晶体内部产生大量的氧空位, 从而使材料具有高透氧量; 掺杂Ti能够提高材料的结构稳定性. SrFe_0.6Cu_0.3Ti_0.1O_3-δ同时具备较高的透氧量和稳定性, 在900℃时的透氧量达到0.7mL﹒min^-1_﹒ cm^-2 (STP)

关键词: 透氧 , perovskite , mixed conductor , citric acid

合成方法对BICUVOX.10膜在中低温条件下透氧性能的影响

汪纪波 , 计宝峰 , 朱雪峰 , 丛铀 , 杨维慎

催化学报

BICUVOX.10(Bi2V0.9Cu0.1O5.35)粉体和膜片采用固态反应法(SSR)和EDTA-柠檬酸联合络合法(EC)制备,并使用X射线衍射、扫描电镜、氧气渗透测试和电化学阻抗谱方法对材料的件能进行了对比表征和测试.XRD和SEM结果表明,采用EC法更容易制备纯相的BICUVOX.10粉体,但是膜片的稳定性较SSR法制备的差.在不引起电压波动的前提下,采用SSR方法和EC方法制备的膜片上能加载的最大电流分别为1.6和1.2A/cm2,对应的400℃条件下透氧量分别为4.5和3.9ml/(min cm2).膜片的微结构如粒径等对透氧性能和电导性能影响很大.

关键词: BICUVOX.10 , 陶瓷膜 , 氧气渗透 , 电化学泵氧 , 氧离子导体

担载型中空纤维混合导体氧渗透膜的制备与性能研究

刘郑堃 , 朱佳伟 , 金万勤

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140645

采用干湿法纺丝技术制备Sr0.7Ba0.3Fe0.9Mo0.1O3-δ(SBFM)中空纤维支撑体,以Nb2O5掺杂的SrCo0.8Fe0.2O3-δ(SCFNb)为膜材料,采用旋转喷涂结合共烧结技术制备出担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜.借助于XRD、SEM、热膨胀分析、透氧及膜反应性能测试等手段,分别对样品的晶相结构、膜微观结构、支撑体与膜层的烧结行为、膜的氧渗透通量及膜反应性能进行了研究.结果表明,膜层与支撑体的晶相结构仍保持钙钛矿主体相.支撑体具有单一海绵孔/指状孔结构,膜厚为5 μm且致密无缺陷,膜层与支撑体结合良好.在900℃时,氧渗透通量达到0.74 mL/(cm2·min).850℃下甲烷部分氧化膜反应稳定操作超过200 h,稳态下氧渗透通量为4.5 mL/(cm2·min).研究表明,担载型SCFNb/SBFM中空纤维氧渗透膜具有较高的氧渗透通量,同时具有良好的膜反应稳定性.

关键词: 担载型中空纤维膜 , 混合导体膜 , 透氧 , 膜反应

SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)混合导体透氧材料的稳定性

张恒 , 王婷婷 , 林维明

应用化学 doi:10.3969/j.issn.1000-0518.2009.11.017

利用柠檬酸络合法制备了SrFe(Cu,Ti)O_(3-δ)混合导体透氧材料. 采用XRD、O_2-TPD、H_2-TPR、SEM等测试技术考察了材料的稳定性. 结果表明,SrFe_(0.7)Cu_(0.3)O_(3-δ)在低氧压下会发生相分解,产生SrCuO__2杂相,而掺杂Ti后的SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)在低氧压下保持单一的钙钛矿结构. H_2-TPR和O_2-TPD的测试表明,Ti~(4+)的掺杂提高了材料的氧脱附起始温度和其它金属离子的还原温度. SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)膜在透氧过程中,会有Cu~(2+)和Sr~(2+)从钙钛矿结构中析出,在原晶粒边界形成新的小晶粒,但这种轻微的组分偏析没有影响到材料的透氧量,此透氧膜在66 h的操作过程中显示了良好的稳定性.

关键词: 透氧 , 混合导体 , 钙钛矿 , 相稳定性