埋燒前後的La 2O3粉末的XRD和不同埋燒材料的LaCrO 3的EDS結果
鉻酸鑭 (LaCr O3) 由於其高熔點, 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. 但其缺陷在於LaCr O3在空氣下的燒結性能不好, 不緻密. 學術界普遍認為是由於其在1000℃以上會揮發出氣態Cr O3, 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, 多年來致力於熱敏功能陶瓷材料的研究和應用. 該團隊科研人員根據LaCr O3在高溫下揮發產生氣態CrO 3導致其燒結不緻密的假設, 設計了通過不同材料 (Al 2O3, La 2O3, Cr 2O3等) 埋燒LaCr O3的實驗, 以提高其燒結的緻密性. 研究結果顯示, La 2O3埋燒的LaCr O3緻密性大大提高, 這表明在空氣中燒結緻密的LaCr O3是可以實現的. 能譜儀 (EDS) 結果發現燒結後的LaCrO 3中Cr與La的含量比小於1; 在埋燒後的La 2O3粉末中發現Cr元素表明, LaCr O3在高溫燒結下存在Cr揮發. 此外, 從埋燒後的La2O3粉末的X射線衍射 (XRD) 結果發現有LaCr O3相生成, 從而從側面證明了LaCr O3(s) + 3/4 O 2(g) 生成1/2 La 2O3(s) + Cr O3(g), 從燒結機理上印證了LaCr O3在高溫下揮發產生氣態Cr O3導致其燒結不緻密的假設.
相關研究結果發表於《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.
