【正文】 在此，謹向導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ 本論文的順利完成，離不開各位老師、同學和朋友的關心和幫助。 參考文獻 28 參考文獻 [1] 王常珍 . 固體電解質與化學傳感器 [M]. 冶金工業(yè)出版社 , 56. [2] . 陳立泉 ,薛榮堅 ,王剛 等 譯 . 固體電解質一般原理 、 特征、材料和應用 .科學出版社 , 34. [3] . 陳立泉 ,薛榮堅 ,王剛 等 譯 . 固體電解質一般原理、特征、材料和應用 [M].科學出版社 , 89. [4] Amin Mali, Anthony Petric. Fabrication of a thin walled βalumina electrolyte cells[J]. Journal of Power Sources, 2021, 196:5191–5196. [5] ChihJenWang, ChiYuen Huang. Effect of TiO2 addition on the sintering behavior, hardness and fracture toughness of an ultrafine alumina[J]. Materials Science and Engineering A, 2021,492:306–310. [6] Taku Oshima, Masaharu Kajita, Akiyasu Okuno. Development of SodiumSulfur Batteries [J]. Int. J. Appl. Ceram. Technol., 2021, 1 [3]:269276. [7] 林祖纕 . 上海硅酸鹽研究所 βAl2O3 陶瓷的研究簡介 [J]. 功能材料，（ 35）， 130134 [8] 王常珍 . 固體電解質與化學傳感器 [M]. 冶金工業(yè)出版社 , 362363. [9] amp。圖中看起來比較致密的是復合結構的致密層，圖中看起來比較疏松的是復合結構的多孔層。 第三章 實驗結果與討論 24 硬脂酸鋁含量多孔層的影響 為了考察實驗條件中硬脂酸鋁含量對多 孔層的致密度的影響，采用 SEM 二次電子對產物進行表面形貌和顆粒尺寸分析 。 因為本實驗的變量只有沉積電壓和沉積時間，沉積量 ω 的其它影響因素都是不變的，所以本實驗的結果符合正確的理論，所以本實驗的實驗結論是正確的。所以當三乙醇胺的含量等于 10%時，懸浮液最穩(wěn)定。 懸浮液中三乙醇胺含量不同時懸浮液的 pH 如圖 31所示： 0% 5% 10% 15% 20%10. 010. 511. 011. 5TEA含量pH 圖 31不同三乙醇胺含量 致密層 懸浮液的 pH 由圖 31 可知：懸浮液的 pH 值基本上是隨著三乙醇胺的含量增加而上升的，只是三乙醇胺的含量在 5%～ 10%之間時，懸浮液的 pH 值變化不大，基本上是相等的。 用四探針法測試產物的電導率 為了測試材料的離子導電性能，用四電極法測試產物的電導率。 （ 3）正戊醇 =50 ml。 （ 3）正戊醇 =50 ml。 （ 4） 1粉料 =。 ，如表 25 所 示： 表 25 三乙醇胺含量對 多孔層懸浮液穩(wěn)定性的 影響 1粉料 /g 正戊醇 /ml 三乙醇胺 /g 硬脂酸鋁 /g 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 該方案是研究 三乙醇胺含量對多孔層懸浮液穩(wěn)定性的影響。 （ 7）燒好后用自封袋裝好，貼上標簽，備用。實驗步驟也與制備 1粉料一致。 （ 5）研磨細后用 100 目的篩子過篩。 電壓 根據 Hamaker 方程，電壓也是影響電泳沉積的一個重要因素，電壓越大，相同時間內電泳沉積的量越大。從上述原理得知，在研磨初期，顆粒大，總表面積小，助磨劑最佳加入量 ( 包括形成單層吸附所需要的量 ) 也就小；研磨一段時間后，顆粒變小，總表面積變大，助磨劑最佳加入量也變大。該技術克服了高溫燒結涂層出現(xiàn)裂紋，結合力差的缺點，在金屬基體能夠承受的較低燒結溫度得到致密、無裂紋、與基體結合良好的陶瓷復合涂層 [15]。 （ 1）電泳沉積是一種溫和的表面涂覆方法，可避免高溫涂覆而引起的相變和脆裂。近年來，鈣鈦礦型及類鈣鈦礦型電解質材料也引起了人們的極大興趣。 EPD 懸浮液的配置用于電泳沉積的膠體懸浮液是一個復雜的體系，其每個組分都會影響到最終的沉積效果。由于這種化學 ―反應 ‖的結果，粒子周圍的雙 電層變薄，所以進入雙電層的粒子就可以靠的足夠近，其結果是范徳華吸引力占主導，從而發(fā)生沉積。 Sarker 和 Nicholson 等 [11]根據 DLVO 理論研究了 [（ MOH2） +—X]的 EPD 行為。 在整個沉積過程中許多參數實際上是在 變化著的，而且荷電質點在電極上的沉積速度和沉積量的影響因素還有：懸浮體的粘度、相對介電 常 數、 電 荷電量、電極面積、電極間距等。由于吸附于陽極上涂層中的水化正離子受電場作用產生向負電極運動的內滲力 ,從而穿透沉積的涂層 ,使涂層中的含水量顯著減少約為 5—15%,可直接烘烤而得到結構致密的涂層。電泳沉積（ EPD）是電泳和沉積兩個過程的綜合。可以選用的成型方法主要有等靜壓成型、離子噴濺、注漿成型、電泳沉積等。要提高材料致密度，必須另尋途徑。但在高溫燒結時， β 23l??于 1550℃ 時會不可逆轉的轉變?yōu)?β 23l??，這樣在高溫形成 β 23l??時，總是會出現(xiàn) β 23l??，降低產物的 鈉離子電導率，因此需摻雜一定量 MgO 或 Li 2O，穩(wěn)定 β 23l??。固體電解質有一下幾點特點： （ 1） 良好的固體電解質材料應具有非常低的電子電導率 ； （ 2） 固體電解質既保持固態(tài)特點 ，又具有與熔融強電解質或強電解質水溶液相比擬的離子電導率 。 制備這種多孔型復合結構電解質的方法有很多，其中電泳沉積法就是其中的一種。由于鈉離子可以在多孔層空隙中穿過，由致 密層與多孔層形成的復合電解質相對于單一的致密層有著較高的電導率 ，且 βAl2O3復合電解質 的電導率隨著加熱溫度的升高而提高，材料的活化能為 。 本研究將 β 23l??固體電解質結構改為復合式 ， 由 致密 層和 多孔 基體層組成 ， 多孔基體允許鈉離子自由通過，實際電阻取決于致密 β 23l??層。電池的基本 構成部分包括陰極，陽極，電池溶液，電池溶液含有電解質，所以電池的電阻與電池的電解質有關。 固體電解質 固體電解質的定義 固體電解質是在一定溫度以上具有離子導電性質的一類固體物質 [1]。cm 1，并且 β相的純度越高，電性能越好，這使得它 在能源領域中有重要應用，如高能蓄電池、鈉熱機等。一般來說，固體電解質的晶粒電阻由材料本身性質決定，而晶界電阻則與制備工藝密切相關。即電解質越薄，電阻越小，但由于強度等方面的需要，固體電解質的厚度一般為 12mm，若將固體電解質厚度 大大減小 ，整個電池電阻大幅下降，電池性能將得到質的提高。上海硅酸鹽研究所是我國 βAl2O3陶瓷的主要研究機構 [7]，以林祖纕、溫兆銀為首的科研隊伍在過去的十幾年中做了大量 研究，用反應燒結法和部分合成法制備出 βAl2O3固體電解質陶瓷，研究燒成條件和退火條件對 βAl2O3 固體電解質陶瓷的性能影響，并在Li2O 和 MgO 對 β 23l??陶瓷的穩(wěn)定性， ZrO2 對材料顯微結構的控制和材料強第一章 文獻綜述 4 度的影響等方面進行了一系列系統(tǒng)、深入的研究，成為國內的 β 23l??陶瓷制品的唯一提供者。 (3) 電沉積：在電泳中 ,當帶電荷的膠體粒子在直流電場作用下到達電極時，即發(fā)生電沉積反應。對于成型陶瓷部件來說，陽極的形狀要與部件的形狀相適應。而在 EPD 中施加外電場的主要作用就是促使膠體粒子朝電極移動并聚沉。離雙層粒子表面越遠，粒子的結合力越小。根據 DLVO理論，膠體懸浮液體系的相對穩(wěn)定性和聚沉主要取決于斥力勢能和引力勢能的相對大小。溶劑、微粒和添加劑等組分的配置以及它們之間的相互作用是目前研究的重點。在 1500℃ 的空氣氣氛下氧化 202h后，失重僅為 ? g/ 2cm ,在 1600℃ 的空氣氣氛氧化 64h后，失重為 10? g/ 2cm ，相應的失重速率維持在 10? g/( 2cmh? )的極低水平，說明涂層具有很好的抗氧化性能。材料的 SEM 照片顯示由于水中電解質的原因，陶瓷中有氣孔存在。 對于間歇操作的機械研磨過程， 隨著原料顆粒的逐漸細化 ( 粒徑逐漸變小 ) ， 比表面逐漸增大， 因而團聚作用隨之逐步加強，當粉碎與團聚之間達到物理平衡時，細化進度也就停止了。這是由于懸浮液體系還不是非常穩(wěn)定，隨著時間的推移，大的顆粒逐漸沉降下來，懸浮顆粒中小顆粒所占的比例逐漸增大，所以不同陳化時間所得的涂層中含有大顆粒的數量不一樣。 （ 2）用行星式球磨機在轉速為 350r/min 的條件下普通球磨 2 小時。 （ 10）研磨細后用 100 目的小篩子過篩。 （ 4）用超聲清洗器超聲 2h。 B. 添加三乙醇胺： （ 1）三乙醇胺 = g， g， g， g。 B. 添加三乙醇胺： （ 1）三乙醇胺 = g， g， g， 。 （ 4） 2料 =3g。 （ 4） 1料 =4g。 用掃描電鏡 (SEM)分析產物的表觀形貌 掃描電鏡是觀察樣品形貌最為方便、有效的測試 方法，它是根據逐點成像的方法，把樣品表面不同特征轉換為視頻信號，從而使我們可以直觀地看到樣品表面和顆粒的各種特征。 懸浮液的 pH 采用玻璃電極的實驗室 pH 計進行測試 。 因為 由 圖 32 可知：當懸浮液中的三乙醇胺的含量等于 10%時，懸浮液的 Zeta 電位最大，所以 我們可以得出三乙醇胺的含量等于 10%時，懸浮液最穩(wěn)定。 （ 2）在其它工藝條件不變的情況下，沉積電壓升高，沉積量 ω增加。 （ c）和(d)圖中，晶粒與晶粒之間存在孔洞，晶粒與晶粒之間的距離比較大，致密層的致密度 比 較差。并且，可以節(jié)約材料和減少環(huán)境污染。南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 27 第四章 結論 通過以上的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在用電泳法 βAl2O3復合電解質制備材料的過程中，三乙醇胺加入量、電泳沉積時間和電泳沉積電壓、多孔層中硬脂酸鋁的加入量和測電導率時的加熱溫度這幾個個因素影響著整個實驗的進行和最終產物的各種性能，通過分析得出結論如下： （ 1） 三乙醇胺的含量 為 10%時，懸浮液最穩(wěn)定 。 導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹的治學態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。 在這里請接受我誠摯的謝意！ 。 and Kiics of Electrophoretic Deposition of AL2O3,Ceran,Soc.,1995,(78)。 活化能是指化學反應中，由反應物分子到達活化分子所需的最小能量 ， 化學反應速率 與其活化能的大小密切相關，活化能越低，反應速率越快，因此降低活化能會有效地促進反應的進行。 因為我要制備的 βAl2O3 復合電解質就是希望用多孔層 和致密層形成 復合結構， 提高固體電解質的電導率。 以 下 4 幅圖所表示的是不同 聚丙烯南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 23 酸 含量的 致密層 電泳沉積產物的 SEM 圖片： (a) (b) (c) (d) 圖 35（ a） 聚丙烯酸 含量 =0%， (b) 聚丙烯酸 含量 =%， (c) 聚丙烯酸含量 =5%， (d) 聚丙烯酸含量 =%。 從 31 式中可以看到： （ 1）在其它工藝條件不變的情況下，沉積時間延長，沉積量 ω增大。分子或分散粒子越小， Zeta 電位（正或負）越高，體系越穩(wěn)定，即溶解或分散可以抵抗聚集。最后用萬用表測得電阻和樣品兩端的電壓值，經公式計算得到樣品的電導率 [21]]： SULU 121000?? (21) 式中， σ：鈉離子 電導率， S/cm L：被測樣品長度， cm U1：樣品電壓， V U2：定值電阻電壓， V S：被測樣品的截面積， cm2 測試所制備的 βAl2O3復合電解質從 250℃ 到 500℃ 的電導率。該儀器采用光散射技術，適用于稀懸浮液的測試。 （ 2）三乙醇胺 =0. 4g。 （ 2）三乙醇胺 =0. 30g。 （ 3）正戊 醇 =10 ml。 （ 2）正戊醇 =10 ml。在致密層燒杯中加入 3g2粉料、 的三乙醇胺和 50 ml 燒的正戊醇。 （ 8）在轉速為 3200r/min 條件下高能球磨 120 分鐘。又因為一份 Na2CO3 可以 生成一份的 Na2O， ， 所以配制 50gβAl2O3粉料需要加入 Na2CO3