【正文】 ...................................................... 20 多孔層電泳動力學 .................................................................................... 21 聚丙烯酸含量對致密層致密性的影響 ...................................................... 22 硬脂酸鋁含量多孔層的影響 ................................................................... 24 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì) .................................................................................... 25 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì) 的結(jié)構(gòu)分析 .................................................... 25 用四電極法測試復(fù)合電解質(zhì)的電導率 ............................................. 25 第四章 結(jié)論 .......................................................................................................... 27 參考文獻 ................................................................................................................... 28 致謝 ............................................................................................................................ 30 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 文獻綜述 引言 由于電池的供電性能與電池的電阻有關(guān)，電池的電阻與電池的結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。 關(guān)鍵詞 ：電泳沉積 β″ 23l?? 固體電解質(zhì) Abstract II Fabrication of electrophoretic deposition posite β 23l?? Abstract Electrophoretic deposition（ EPD） refers to the colloidal solution in the voltage applied to the electrodes, the electrode toward the surface of the colloidal particles deposited layer formed by the discharge process. β 23l?? the sodium ion conductivity higher than β 23l??, β phase, the higher the purity, the better electrical properties, which makes it in the energy sector has important applications. In this study, β 23l??solid electrolyte structure to a pound by a dense layer and a porous substrate layer, a porous substrate to allow free passage of sodium ions, the actual resistance depends dense β 23l??layers. This experiment to βAl2O3 powder and 1% TiO2 doped of βAl2O3 powder as a raw material, namyl alcohol as the solvent as dispersant triethanolamine stearate, aluminum pore porous layer, EPD method βAl2O3 posite electrolyte. Composite electrolyte layer and a porous layer of dense structure, by this experiment that: the deposition voltage of 200V and a deposition time of 300S, TEA is added in an amount βAl2O3 powder, 10% by mass, the crystallization and the dense layer, uniform particle size, high density。 第一章 文獻綜述 2 （ 3） 結(jié)構(gòu)特點不同于正常態(tài)離子固體，介于正常態(tài)與熔融態(tài)的中間相 固體的離子導電相。 ChihJenWang等 [5]發(fā)現(xiàn)，添加 Ti 對高純 a 23l??的燒結(jié)性能有很大幫助，材料的強度及斷裂韌性等有很大提高。電泳是指在外加電場的作用下，膠體粒子在分散介質(zhì)中作定 向移動的現(xiàn)象；沉積是指微粒聚沉成較密集的質(zhì)團。 水溶性 EPD 漿料 廣泛用于制備 法蘭 制品及衛(wèi)生陶瓷，這是由于所用漿料的濃度要求不高，流變性能的要求也低；，可采用平均壽命較長的金屬模具，能成型形狀復(fù)雜的部件和涂層。 電泳沉積的應(yīng)用 電泳沉積在制備固體氧化物電池 (SOFC)電解質(zhì)膜中的應(yīng)用 電泳沉積技術(shù)制備 SOFC 電解質(zhì)膜，優(yōu)點有 : （ 1）可以制備任何形狀的電解質(zhì)膜；（ 2）容易制備電極和電解質(zhì)的多層結(jié)構(gòu)；（ 3）設(shè)備簡單，成本低；（ 4）成膜快，適宜大規(guī)模制膜；（ 5）基體的形狀不受限制，薄膜厚度均勻；（ 6）制得的薄膜厚度小，由此可減少 SOFC 內(nèi)阻，提高輸出電壓和功率，降低 SOFC 操作溫度；可連續(xù)進料，料液可循環(huán)利用，無污染物排出。這些材料均可以通過電泳沉積的方法制成 SOFC 的電解質(zhì)膜 [12]。 電泳沉積多層及復(fù)合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用 EPD 通常與電鍍或金屬電泳沉積結(jié)合以得到金屬 /陶瓷復(fù)合涂層及多層南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 陶瓷及梯度復(fù)合體，最近 Wang 等 [16]通 過 EPD 及反應(yīng)鍵 結(jié) 合過程研制出 了穩(wěn)定的 ZrO2/ 23l??（即 YSZ/ 23l??）涂層。沉積電壓控制在 100V到 180V之間時，外涂層的致密程度，厚度和氧化保護能力都是隨著沉積電壓升高而提高，當沉積電壓超過220V時，復(fù)合涂層中出現(xiàn)裂紋等缺陷，此時的氧化保護能力減弱。 βAl2O3固體電解質(zhì)樣品的制備 實驗原料和試劑 如表 23 所示： 表 23 βAl2O3固體電解質(zhì)樣品制備的原料和試劑 粉料 /g 正戊醇 /ml 三乙醇胺 /g 硬脂酸鋁 /g 多孔層 3g 1粉料 50 致密層 3g 2粉料 50 實驗步驟 如下 ： （ 1）準備 2 個 250ml 的燒杯，分別貼上多孔層、致密層標簽。 A. 空白實驗： （ 1）三乙醇胺 =。 （ 4） 2粉料 =3g。四探針法是第二章 實驗部分 18 測固體電解質(zhì)電導率的另外一種常用方法，此法操作簡單，設(shè)備簡易，通過將待測樣 品 接 入 交流或直流電路中來實現(xiàn)。 多孔層電泳動力學 根據(jù)相關(guān)的理論 ，影響沉積量 ω的因素有懸浮液的濃度 C、沉積電壓 U、沉積時間 t、陰陽極之間的距離 d、沉積溫度 T 等。 以下 5 幅圖所表示的是不同硬脂酸鋁含量的多孔層電泳沉積產(chǎn)物的 SEM 圖片： A B C D E 圖 36（ A） 硬脂酸鋁含量 =0%， (B) 硬脂酸鋁含量 =%， (C) 硬脂酸鋁含量 =%，(D)硬脂酸鋁 含量 =%，（ E）硬脂酸鋁含量 =1%。. The Role of the Forces between the Particles in Electodeposition and Other Phenomena.[J]. Soc.,1840,(36) ；180~185. [10] amp。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。圖 36 所表示的是 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì) 的 SEM 圖片 ， 從圖片中可以看出： 可以看出 βAl2O3 復(fù)合電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，致密層和多孔層有明顯的分界線。 實驗結(jié)果如表 33 所示 ： 第三章 實驗結(jié)果與討論 22 表 33 多孔層電泳動力學 場強 V/cm 100V/3cm 200V/3cm 300V/3cm 時間 /S 厚度 /mm 60 120 180 240 300 360 由以上數(shù)據(jù)我們可以得出圖 34： 50 100 150 200 250 300 350 400100V/3cm200V/3cmThickness / mmTimes/S300V/3cm 圖 34 沉積厚度與沉積時間和沉積電壓的關(guān)系圖 從圖 34 上可以得出以下兩個結(jié)論： （ 1）在其它工藝條件不變的情況下，沉積厚度與沉積時間呈正比關(guān)系； （ 2） 在其它工藝條件不變的情況下，沉積厚度與沉積電壓呈正比關(guān)系。 pH 計測得 pH 稱為可操作 pH，有別于真實的 pH 值（質(zhì)子在無水乙醇中的活度的負對數(shù)） [21]。 （ 2）三乙醇胺 =0. 4g。 （ 3）正戊醇 =10 ml。 （ 6） 在空氣干燥后在 1580℃ 條件下燒結(jié)成形 。 粉體制備 電泳沉積成型 固含量選擇 電壓選擇 體系選擇 懸浮液制備 （加入造孔劑） 脫模干燥、燒結(jié) Zeta電位 粘度 穩(wěn)定性、防止開裂 添加劑 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 （ 4）烘干后研磨?？梢娭┰诠滔啾砻嫘纬蓡螌游剿枰募尤肓侩S顆粒的逐步細化而逐漸增大。 第一章 文獻綜述 8 電泳沉積多孔羥基磷灰石涂層的應(yīng)用 電泳沉積是懸浮液中帶電的固體微粒在電場作用下發(fā)生定向移動并在電極表面形成沉積層的過程，是近年來應(yīng)用于制備金屬基體 HA 生物陶瓷的一種新方法，具有許多顯著地優(yōu)點。由于膠體粒子是帶電的，當施加外電場時，膠體粒子發(fā)生定向移動，使電極附近電解質(zhì)濃度增加，其結(jié)果相當于降低了電極附近的 ζ電勢，從而可誘發(fā)膠體體 系的聚沉，使粒子在作為電極的試樣表面發(fā)生沉積。他們計算沉積電極附近電解質(zhì)的濃度，并將結(jié)果用聚沉所需要的濃度值進行比較之 后，認為在外加電場的作用下，膠體懸浮液之所以能產(chǎn)生沉積是因為電解質(zhì)濃度的增加，其結(jié)果相當于降低了電極附近的電位，從而使粒子絮凝?？梢愿淖儙щ婋x子在電泳中的移動速度甚至方向。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。同時，高致密度、均一細顆粒結(jié)構(gòu)有利于提高電池可靠性和壽命。由于多孔型復(fù)合結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)電阻小，特別是鈉氯化鎳電池及鈉硫電池中的鈉離子容易通過多孔型復(fù)合結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)中的小孔，導致電解質(zhì)的電阻就很小 ，所以現(xiàn)在 需要制備這種多孔型復(fù)合結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)， β 23l??固體電解質(zhì)就是其中的一種多孔型復(fù)合結(jié)構(gòu)固體電解質(zhì)。 本實驗以 βAl2O3 粉料和 摻 雜1%TiO2 的 βAl2O3 粉料為 主要 原料，正戊醇為溶劑，三乙醇胺為分 散劑，硬脂酸鋁為多孔層的造孔劑，用電泳沉積法制備 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)。固體電解質(zhì)又稱快離子導體或超離子導體，我們傾向于采用快離子導體 [2]。致密性對材料晶界電阻的影響極大，因此，提高材料致密度是獲得低電阻固體電解質(zhì)的有效途徑。 β 23l??電解質(zhì) 在鈉 硫 電池中的應(yīng)用 NaS 電 池是非固態(tài)型的電池，電池的負極和正極分別用液態(tài)的 Na 和 S，電池的形式為 W 或 Mo | Na（ 1） |β 23l??（ s） 或 β 23l??|S（ 1） |W 或 Mo（工作溫度 300～350℃ ） [8]?？捎孟铝胁牧现瞥呻姡轰\、鉛、鋁、不銹鋼、石墨等。 (X)可以同正離子反應(yīng)，它和 Y+結(jié)合增加了體系中 YX 的濃度，同時減少了 T+和 X 的濃度，即 Y++（ X） 雙 →YX 。用于 SOFC 的電解質(zhì)材料主要 是鋯 基 以及 多元復(fù)合氧化物。材料的 層厚 不 均勻及層間界面不明析表明沉積過程缺乏控制 。 陳化時