2°C /min的速度升溫至550°C，保溫Ih后，隨爐冷卻到室溫；再將脫膠后的坯體置于程序升溫箱式電阻爐中，以10°C /min的速度升至950°C，保溫15h，后隨爐冷卻到室溫取出。得到氧離子導(dǎo)體陶瓷片。
[0047]本實(shí)施例制備的Lah9Mo2O9=Er \。4，Yb\J甸瓷片的XRD圖如圖1所示。XRD結(jié)果與ICSD-172479卡片的衍射峰完全一致，沒有雜峰出現(xiàn)，說明本實(shí)施例所得的產(chǎn)物具有與La2Mo2O9相同的晶體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例制備的La L9Mo209:Er \。4，Yb\M氧離子導(dǎo)體陶瓷片不同溫度下的復(fù)阻抗cole-cole圖及不同頻率下的介電常數(shù)圖見圖2?5。圖2?3說明該陶瓷片在不同溫度下的具有不同的復(fù)阻抗值，圖4?5說明該陶瓷片的介電常數(shù)隨頻率以及溫度的變化而變化，具有氧離子導(dǎo)體特性。
[0048]實(shí)施例2
[0049]準(zhǔn)確稱取1.0833g La2O3^l.0076g Μο03、0.0268g Er203、0.0414g Yb2O3,混合上述原料后在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到前驅(qū)體混合物。將前驅(qū)體混合物置于程序升溫箱式電阻爐中，以8°C /min的速度升溫至600°C，保溫8h，隨爐冷卻至室溫后，取出再次研磨；將得到的粉末以10°C /min的速度升至1000°C，保溫15h ;隨爐冷卻到室溫后取出，進(jìn)行研磨。得到 La19Mo2OgiEr \。4，Yb\Q6粉末樣品。
[0050]本實(shí)施例制備的Lah9Mo2O9=Er \。4，Yb\Q6粉末的XRD圖與圖1 一致。其XRD結(jié)果與ICSD-172479卡片的衍射峰完全一致，沒有雜峰出現(xiàn)，說明本實(shí)施例所得的產(chǎn)物具有與La2Mo2O9相同的晶體結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例制備的La L9Mo209:Er \。4，Yb\Q6粉末以Er 3+為激活離子，以Yb3+為敏化離子。980nm激光激發(fā)下，不同溫度下的發(fā)射光譜圖見圖6?8。圖6?7為323K，523K下的發(fā)射光譜說明該氧離子導(dǎo)體能被980nm激光有效激發(fā)，發(fā)射出波長(zhǎng)在525nm，548nm的綠光以及660nm的紅光。在不同的溫度下，綠光峰峰形發(fā)生變化。圖8為不同溫度下，將光譜在548nm處歸一化后，得到的歸一化光譜?？梢姎w一化后的525nm處綠光峰強(qiáng)度隨著溫度的升高而升高，而這正是FIR技術(shù)的原理。
[0051 ] 圖9?10為525nm和548nm綠光峰積分強(qiáng)度比率對(duì)數(shù)隨溫度的倒數(shù)以及積分強(qiáng)度比率隨溫度的變化圖。圖中虛線為根據(jù)FIR公式進(jìn)行擬合，得出的測(cè)溫曲線。虛線的擬合度極高。通過探測(cè)980nm激光激發(fā)下該氧離子導(dǎo)體兩綠光峰的積分強(qiáng)度比率，根據(jù)該擬合曲線，可以實(shí)時(shí)原位地檢測(cè)該燃料電池用氧離子導(dǎo)體在應(yīng)用過程中的溫度。
[0052]實(shí)施例3
[0053]本實(shí)施例制備的原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體粉體材料為:La1.96Mo209:Er \。2，Yb\Q2，其制備過程如下:按化學(xué)式準(zhǔn)確稱取La203、MoO3, Er2O3, Yb2O3,混合上述原料后在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到前驅(qū)體混合物。將前驅(qū)體混合物置于程序升溫箱式電阻爐中，以11°C /min的速度升溫至500°C，保溫llh，隨爐冷卻至室溫后，取出再次研磨；將得到的粉末以7°C /min的速度升至900°C，保溫1h ;隨爐冷卻到室溫后取出，進(jìn)行研磨。得到 Lah96Mo2O9-Er \。2，Yb\Q2粉末樣品。
[0054]本實(shí)施例的Lah96Mo2O9=Er \。2，Yb\Q2?末樣品的測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例2類似，在此不再贅述。
[0055]實(shí)施例4
[0056]本實(shí)施例制備的原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料為=Lau4Mo2O9:Er\08) Yb3V08,其制備過程如下:按化學(xué)式準(zhǔn)確稱取La203、MoO3, Er203、Yb2O3,混合上述原料后在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到前驅(qū)體混合物。將前驅(qū)體混合物置于程序升溫箱式電阻爐中，以8°C /min的速度升溫至600°C，保溫llh，隨爐冷卻至室溫后，取出再次研磨；在所得粉末中添加PVA粘結(jié)劑，后在研缽中研磨使粘結(jié)劑與樣品混合均勻，直至成為干燥的均勻粉狀物質(zhì)。后模壓成片，進(jìn)行脫膠:將模壓得到的陶瓷生坯置于程序升溫箱式電阻爐中，以30C /min的速度升溫至200°C，保溫2h ;以2°C /min的速度升溫至400°C，保溫4h ;以3°C /min的速度升溫至600°C，保溫2h后，隨爐冷卻到室溫。再將坯體置于程序升溫箱式電阻爐中，以irC /min的速度升至1100°C，保溫15h，后隨爐冷卻到室溫取出。得到氧離子導(dǎo)體陶瓷片。
[0057]本實(shí)施例的Lau4Mo2O9=Er \08, Yb\QS的測(cè)試結(jié)果與實(shí)施例2類似，在此不再贅述。
[0058]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料，其特征在于，以La 2 x ,Mo2O9為基質(zhì)，以稀土離子Er3+作為激活離子，以Yb 3+為敏化離子，化學(xué)組成為L(zhǎng)a2xyMo2O9:Er3+X, Yb3+y，其中 0.002 ^ X ^ 0.08，0.02 ^ y ^ 0.08。2.權(quán)利要求1所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)按化學(xué)組成為L(zhǎng)a2 x yMo209:Er 3+x, Yb3+y，其中 0.002 ^ χ ^ 0.08，0.02 彡 y 彡 0.08 中各元素的化學(xué)計(jì)量比，稱取對(duì)應(yīng)的原料:含La化合物、含Mo化合物、含Er化合物、含Yb化合物，混合原料后在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到前驅(qū)體混合物； (2)前驅(qū)體混合物在500°C?600°C下進(jìn)行第一次燒結(jié)，將燒結(jié)后隨爐冷卻至室溫后，取出研磨； (3)步驟(2)研磨后的物料在950?1150°C下進(jìn)行第二次燒結(jié)，得到氧離子導(dǎo)體粉末。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述第一次燒結(jié)，具體為: 將前驅(qū)體混合物置于程序升溫箱式電阻爐中，以8°C /min?irC /min的速度升溫至500 ?600°C，保溫 8 ?llh。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述第二次燒結(jié)，具體為: 將步驟⑵研磨后的物料置于程序升溫箱式電阻爐中，以7V /min?11°C /min的速度升溫至900?1100°C，保溫10?15h。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述含La化合物為L(zhǎng)a2O3;所述含Mo化合物為MoO 3;所述含Er化合物為Er2O3;所述含Yb化合物為Yb 203。6.權(quán)利要求1所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:(1)按化學(xué)組成為L(zhǎng)a2 x yMo209:Er 3+x, Yb3+y，其中 0.002 ^ χ ^ 0.08，0.02 彡 y 彡 0.08 中各元素的化學(xué)計(jì)量比，稱取對(duì)應(yīng)的原料:含La化合物、含Mo化合物、含Er化合物、含Yb化合物，混合原料后在瑪瑙研缽中研磨均勻，得到前驅(qū)體混合物； (2)前驅(qū)體混合物在500°C?600°C下進(jìn)行第一次燒結(jié)，將燒結(jié)后隨爐冷卻至室溫后，取出研磨； (3)在步驟⑵研磨后的物料中添加PVA粘結(jié)劑，造粒后模壓成片，脫膠后在900?1100°C下進(jìn)行第二次燒結(jié)，得到氧離子導(dǎo)體陶瓷片。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述第一次燒結(jié)，具體為: 將前驅(qū)體混合物置于程序升溫箱式電阻爐中，以8°C /min?irC /min的速度升溫至500 ?600°C，保溫 8 ?llh。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述第二次燒結(jié)，具體為: 將脫膠后的坯體置于程序升溫箱式電阻爐中，以7V /min?irC /min的速度升溫至900 ?IlOOcC，保溫 10 ?15ho9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述脫膠，具體為: 將模壓得到的陶瓷生坯置于程序升溫箱式電阻爐中，以2°C /min?3°C /min的速度升溫至150?200 °C，保溫I?2h ;以1°C /min?2°C /min的速度升溫至350?400 °C，保溫3?4h ;以2°C /min?3°C /min的速度升溫至550?600°C，保溫I?2h后，隨爐冷卻到室溫。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料的制備方法，其特征在于，所述含La化合物為L(zhǎng)a2O3;所述含Mo化合物為MoO 3;所述含Er化合物為Er2O3;所述含Yb化合物為Yb 203。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體材料，以La2-x-yMo2O9為基質(zhì)，以稀土離子Er3+作為激活離子，以Yb3+為敏化離子，化學(xué)組成為L(zhǎng)a2-x-yMo2O9：Er3+x,Yb3+y，其中0.002≤x≤0.08，0.02≤y≤0.08。本發(fā)明還公開了上述氧離子導(dǎo)體材料的制備方法。本發(fā)明的可原位探測(cè)溫度的燃料電池用的氧離子導(dǎo)體，在980nm激光照射高溫下工作中的燃料電池用氧離子導(dǎo)體材料，探測(cè)該材料525和548nm綠光發(fā)射的熒光強(qiáng)度比隨溫度的變化，可實(shí)現(xiàn)對(duì)處于高溫下應(yīng)用中的氧離子導(dǎo)體的非接觸式原位溫度探測(cè)，靈敏度較高。
【IPC分類】H01M4/86, H01M4/88
【公開號(hào)】CN105140532
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510465937
【發(fā)明人】葉柿, 李燁, 張勤遠(yuǎn), 易雄
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日