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高性能固體電解質(zhì)及其制備方法

1015   編輯:管理員   來源:內(nèi)蒙古科技大學(xué)  
2024-03-12 17:16:54
權(quán)利要求書: 1.一種高性能固體電解質(zhì)的制備方法,其特征在于,所述高性能固體電解質(zhì)以CaHfO3為基體,以稀土氧化物RE2O3為摻雜劑,其化學(xué)表達(dá)式為CaHf1?xRExO3?α,其中x=0.01~0.6;上述的高性能固體電解質(zhì)的制備方法,包括如下制備步驟:S1:預(yù)處理,分別取分析純的CaCO3和稀土氧化物RE2O3,進(jìn)行烘干除去原料中的水分;另外,取HfO2將其在一定溫度下進(jìn)行預(yù)處理;S2:配料,將步驟S1中烘干的CaCO3和稀土氧化物RE2O3以及預(yù)處理后的HfO2,依據(jù)所要合成的固體電解質(zhì)CaHf1?xRExO3?α的化學(xué)組成,準(zhǔn)確稱取各原料以進(jìn)行配料;S3:預(yù)磨,將步驟S2中稱量好的各原料混合均勻,然后以去離子水為介質(zhì)先進(jìn)行球磨,再以去離子水為介質(zhì)同時(shí)加入分散劑進(jìn)行砂磨,之后經(jīng)噴霧干燥和過篩后得到納米級(jí)混合粉體;S4:預(yù)燒結(jié),將步驟S3中制得的混合粉體置于燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié),在燒結(jié)過程中以25~300℃/min的升溫速率將燒結(jié)溫度升至800 1300℃,然后保溫5 35min,之后切斷電源隨爐~ ~冷卻至室溫完成預(yù)燒結(jié),此外在燒結(jié)過程中分階段對(duì)混合粉體施加不同的軸向壓力;S5:破碎,將步驟S4中預(yù)燒結(jié)得到的試樣進(jìn)行破碎,破碎后進(jìn)行粗磨得到粉料,然后將粉料進(jìn)行過強(qiáng)磁處理,以防破碎過程中引入含鐵雜質(zhì);S6:終磨,將步驟S5中經(jīng)過過強(qiáng)磁處理后的粉料以去離子水為介質(zhì)進(jìn)行球磨,然后以去離子水為介質(zhì)同時(shí)加入分散劑進(jìn)行砂磨,經(jīng)噴霧干燥及過篩后再次得到納米級(jí)混合粉體;S7:終燒結(jié),將步驟S6中得到的混合粉體再次置于燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié),燒結(jié)過程中以20250℃/min的升溫速率將燒結(jié)溫度升至1400 1600℃,然后保溫10 40min,之后切斷電源隨~ ~ ~爐冷卻至室溫完成終燒結(jié),此外在燒結(jié)過程中分階段對(duì)混合粉料施加不同的軸向壓力;在該步驟中分階段對(duì)混合粉體施加不同的軸向壓力的參數(shù)為:燒結(jié)之前預(yù)加壓3 6MPa,開始~燒結(jié)加壓8 12MPa,中期升溫階段加壓15 25MPa,后期達(dá)到燒結(jié)溫度后保壓30 60MPa。~ ~ ~2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高性能固體電解質(zhì)的制備方法,其特征在于,所述稀土氧化物RE2O3中的RE為Sc、Lu、Yb、Tm、Er、Ho、Dy、Tb、Gd、Eu、Sm、Pm中至少一種元素。3.根據(jù)權(quán)利要求1
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