【導(dǎo)讀】面放電而形成沉積層的過(guò)程。的鈉離子電導(dǎo)率遠(yuǎn)高于β-23l??的純度越高，電性能越好，這使得它在能源領(lǐng)域中有重要應(yīng)用。自由通過(guò)，實(shí)際電阻取決于致密β"-23l??本實(shí)驗(yàn)以β"-Al2O3粉料和摻雜。酸鋁為多孔層的造孔劑，用電泳沉積法制備β"-Al2O3復(fù)合電解質(zhì)。加熱溫度的升高而提高，材料的活化能為。關(guān)鍵詞：電泳沉積β″-23l??

　　

【正文】 浮液的 Zeta電位是隨著三乙醇胺含量的增加而增加，當(dāng)懸浮液中的三乙醇胺的含量大于 10%時(shí)，懸浮液的 Zeta 電位是隨著三乙醇胺含量的增加而減少，當(dāng)懸浮液中的三乙醇胺的含量等于 10%時(shí)，懸浮液的 Zeta 電位存在最大值。 根據(jù)膠體化學(xué)理論可知懸浮液的 Zeta 電位越大，懸浮液就越穩(wěn)定。所以當(dāng)三乙醇胺的含量等于 10%時(shí)，懸浮液最穩(wěn)定。 多孔層電泳動(dòng)力學(xué) 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(shí)間 t、陰陽(yáng)極之間的距離 d、沉積溫度 T 等。它們之間的函數(shù)關(guān)系為 [24]： ω=（ C*ζ*ε*U*t） /(4*π*η*d) (31) 其中 ζ為 Zeta 電位， ε為懸浮液的介電常數(shù)， η為懸浮液的動(dòng)力學(xué)粘度。 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(shí)間延長(zhǎng)，沉積量 ω增大。反映到本實(shí)驗(yàn)，沉積時(shí)間長(zhǎng)，沉積層的厚度增大。 （ 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。反映到本實(shí)驗(yàn)，電壓升高，沉積層的厚度變大。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表 33 所示 ： 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 22 表 33 多孔層電泳動(dòng)力學(xué) 場(chǎng)強(qiáng) V/cm 100V/3cm 200V/3cm 300V/3cm 時(shí)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(shí)間和沉積電壓的關(guān)系圖 從圖 34 上可以得出以下兩個(gè)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(shí)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。 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)的變量只有沉積電壓和沉積時(shí)間，沉積量 ω 的其它影響因素都是不變的，所以本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果符合正確的理論，所以本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是正確的。 又由圖 34 可 知：當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為 100V/3cm時(shí)，沉積層太薄，當(dāng)場(chǎng)強(qiáng)為 300V/3cm時(shí)，沉積層又太厚，所以沉積場(chǎng)強(qiáng)選擇 200V/，沉積時(shí)間選擇 300S。 聚丙烯酸含量對(duì)致密層致密性的影響 為了考察實(shí)驗(yàn)條件中聚丙烯酸含量對(duì)致密層的致密度的影響，采用 SEM 二次電子對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表面形貌和顆粒尺寸分析 。 以 下 4 幅圖所表示的是不同 聚丙烯南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 酸 含量的 致密層 電泳沉積產(chǎn)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 =%。 由上面幾幅圖 中我們可以的知： (a)與 (b)圖中 ， 晶粒與晶粒之 間的距離非常之小，幾乎看不出晶粒與晶粒之間存在空隙， 致密層的 致密度非常的好。 （ 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。 因?yàn)?（ a）圖中 聚丙烯酸含量 =0%， (b) 圖中聚丙烯酸含量 =%， (c)圖中聚丙烯酸含量 =5%， (d) 聚丙烯酸含量 =%。所以，我們可以得出：致密層的聚丙烯酸的含量越少，致密層的致密度就越好，當(dāng)聚丙烯酸的含量為零時(shí)，致密層的致密度非常的好，晶粒的大小比較均勻。 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 24 硬脂酸鋁含量多孔層的影響 為了考察實(shí)驗(yàn)條件中硬脂酸鋁含量對(duì)多 孔層的致密度的影響，采用 SEM 二次電子對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表面形貌和顆粒尺寸分析 。 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%。 由 圖 35 中我們可以看出，當(dāng)硬脂酸鋁的含量等于 0%時(shí)， 晶粒與晶粒之間的間隙非常的小，當(dāng)硬脂酸鋁的含量等于 %、 %和 %時(shí)，晶粒與晶粒南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 之間的距離看起來(lái)是差不多的，當(dāng)硬脂酸鋁的含量等于 1%時(shí)，晶粒與晶粒之間的距離比較大，從 SEM 圖片中我們可以看出，多孔層的電泳沉積產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)比較的疏松。 因?yàn)槲乙苽涞?βAl2O3 復(fù)合電解質(zhì)就是希望用多孔層 和致密層形成 復(fù)合結(jié)構(gòu)， 提高固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率。 相對(duì)于單層 結(jié)構(gòu) 來(lái)說(shuō)， Na+更容易通過(guò) 這種含有多孔層的復(fù)合結(jié)構(gòu) ， 導(dǎo)致固體電解質(zhì)的電阻就很 低，電導(dǎo)率就 很 高。并且，可以節(jié)約材料和減少環(huán)境污染。 βAl2O3 復(fù)合電解質(zhì) βAl2O3復(fù)合電解質(zhì) 的結(jié)構(gòu) 分析 為了考察 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì) 的結(jié)構(gòu) ，采用 SEM 二次電子對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表面形貌和顆粒尺寸分析。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。圖中看起來(lái)比較致密的是復(fù)合結(jié)構(gòu)的致密層，圖中看起來(lái)比較疏松的是復(fù)合結(jié)構(gòu)的多孔層。相對(duì)于致密 層， Na+更容易通過(guò)多孔層，從而提高了 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)的電導(dǎo)率。 圖 36 βAl2O3 復(fù)合電解質(zhì) 的微觀結(jié)構(gòu)圖 用四電極法測(cè)試 復(fù)合電解質(zhì) 的電導(dǎo)率 βAl2O3電導(dǎo)率與加熱溫度的關(guān)系如圖 38 所示： 第三章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 26 012341000T1?? ???ln??????Scm??? 圖 38 βAl2O3電導(dǎo)率與加熱溫度的關(guān)系 由圖 38 我們可以得知：加熱溫度在 250～ 500℃ 之間時(shí)， βAl2O3的電導(dǎo)率是隨著加熱溫度的升高而增大的，這說(shuō)明在加熱過(guò)程中， Na+通過(guò) βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)的數(shù)量越 來(lái)越多 ， βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)的電阻越來(lái)越小， βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)的導(dǎo)電性越來(lái)越好 。 活化能是指化學(xué)反應(yīng)中，由反應(yīng)物分子到達(dá)活化分子所需的最小能量 ， 化學(xué)反應(yīng)速率 與其活化能的大小密切相關(guān)，活化能越低，反應(yīng)速率越快，因此降低活化能會(huì)有效地促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)的 活化能等于 。南京工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第四章 結(jié)論 通過(guò)以上的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)，在用電泳法 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)制備材料的過(guò)程中，三乙醇胺加入量、電泳沉積時(shí)間和電泳沉積電壓、多孔層中硬脂酸鋁的加入量和測(cè)電導(dǎo)率時(shí)的加熱溫度這幾個(gè)個(gè)因素影響著整個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和最終產(chǎn)物的各種性能，通過(guò)分析得出結(jié)論如下： （ 1） 三乙醇胺的含量 為 10%時(shí)，懸浮液最穩(wěn)定 。 （ 2）在制備 βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)時(shí)，選擇的沉積時(shí)間是 300S，沉積場(chǎng)強(qiáng)為200V/3cm. （ 3） 在制備 在 βAl2O3 復(fù)合電解質(zhì) 過(guò)程中， 加入 1%的硬脂酸鋁 時(shí)， 多孔層 微觀結(jié)構(gòu)更好。 （ 4） βAl2O3復(fù)合電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨著溫度 的升高而增加 。 參考文獻(xiàn) 28 參考文獻(xiàn) [1] 王常珍 . 固體電解質(zhì)與化學(xué)傳感器 [M]. 冶金工業(yè)出版社 , 56. 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