【正文】 沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的學士學位論文的。不僅使我樹立了遠大的學 術(shù)目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。 . Stability and Electrophoretic Deposition of Suspensions in Nonaqueous Media,[J].Discuss,Faraday Soc.,1954,(18)； 52~62. [11] amp。 （ 2）在制備 βAl2O3復合電解質(zhì)時，選擇的沉積時間是 300S，沉積場強為200V/3cm. （ 3） 在制備 在 βAl2O3 復合電解質(zhì) 過程中， 加入 1%的硬脂酸鋁 時， 多孔層 微觀結(jié)構(gòu)更好。 圖 36 βAl2O3 復合電解質(zhì) 的微觀結(jié)構(gòu)圖 用四電極法測試 復合電解質(zhì) 的電導率 βAl2O3電導率與加熱溫度的關(guān)系如圖 38 所示： 第三章 實驗結(jié)果與討論 26 012341000T1?? ???ln??????Scm??? 圖 38 βAl2O3電導率與加熱溫度的關(guān)系 由圖 38 我們可以得知：加熱溫度在 250～ 500℃ 之間時， βAl2O3的電導率是隨著加熱溫度的升高而增大的，這說明在加熱過程中， Na+通過 βAl2O3復合電解質(zhì)的數(shù)量越 來越多 ， βAl2O3復合電解質(zhì)的電阻越來越小， βAl2O3復合電解質(zhì)的導電性越來越好 。 βAl2O3 復合電解質(zhì) βAl2O3復合電解質(zhì) 的結(jié)構(gòu) 分析 為了考察 βAl2O3復合電解質(zhì) 的結(jié)構(gòu) ，采用 SEM 二次電子對產(chǎn)物進行表面形貌和顆粒尺寸分析。 由 圖 35 中我們可以看出，當硬脂酸鋁的含量等于 0%時， 晶粒與晶粒之間的間隙非常的小，當硬脂酸鋁的含量等于 %、 %和 %時，晶粒與晶粒南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 25 之間的距離看起來是差不多的，當硬脂酸鋁的含量等于 1%時，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。 因為 （ 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 =%。 聚丙烯酸含量對致密層致密性的影響 為了考察實驗條件中聚丙烯酸含量對致密層的致密度的影響，采用 SEM 二次電子對產(chǎn)物進行表面形貌和顆粒尺寸分析 。反映到本實驗，電壓升高，沉積層的厚度變大。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為懸浮液的動力學粘度。 三乙醇 胺含量對多孔層懸浮液的影響 實驗結(jié)果數(shù)據(jù)如表 32 所示 ： 表 32 三乙醇胺含量對多孔層懸浮液的影響 0% 5% 10% 15% 20% pH Zeta 電位 /mV 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 21 懸浮液中三乙醇胺含量不同時懸浮液的 Zeta 電位如圖 33 所示： 0% 5% 10% 15% 20%30405060Zeta電位/mVTEA含量 圖 33不同三乙醇胺含量懸浮液的 Zeta電位 由 圖 33 可知：當懸浮液中的三乙醇胺的含量小于 10%時 ，懸浮液的 Zeta電位是隨著三乙醇胺含量的增加而增加，當懸浮液中的三乙醇胺的含量大于 10%時，懸浮液的 Zeta 電位是隨著三乙醇胺含量的增加而減少，當懸浮液中的三乙醇胺的含量等于 10%時，懸浮液的 Zeta 電位存在最大值。 根據(jù)膠體化學理論可知： Zeta 電位是對顆粒之間相互排斥或吸引力的強度的度量。 pH 的測定均在懸浮液離心后實施。將高溫燒結(jié)后制得的條狀樣品用不同規(guī)格的金相砂紙打磨、拋光，在試樣的兩端用鉑金絲引出，在 鉑金絲與樣品接觸部位涂上按照一定比例配制的復合鹽溶液（ + 14gNaNO3 + 溶于 100ml 去離子水），烘干后放入電爐中，等加熱到預定溫度，將其與 1000 歐的定值電阻串聯(lián)，如圖 22，并為整個電爐提供 9V 左右的交流電壓。通過掃描電鏡照片，可以清楚得觀察粉末材料的大小，均勻性。 ，如表 28 所 示 ： 表 28 場強為 100V/3cm 時的多孔層的沉積厚度與沉積時間的關(guān)系 1粉料 /g 正戊醇 /ml 三乙醇胺 /g 硬脂酸鋁 /g 沉積場強 V/cm 沉積時間 /s 1 4 50 100 60 2 4 50 100 120 3 4 50 100 180 4 4 50 100 240 5 4 50 100 300 6 4 50 100 360 7 4 50 100 420 該方案是研究場強為 100V/3cm 時 的 多孔層的 沉積厚度與 沉積 時間的關(guān)系 ，如表 211 所 示： 表 211 場強為 200V/3cm 條件下的沉積厚度與沉積時間的關(guān)系 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 17 1粉料 /g 正戊醇 /ml 三乙醇胺 /g 硬脂酸鋁 /g 沉積場強 V/cm 沉積時間 /s 1 4 50 200 60 2 4 50 200 120 3 4 50 200 180 4 4 50 200 240 5 4 50 200 300 6 4 50 200 360 該方案是研究場強為 200V/3cm 條件下的沉積厚度與沉積時間的關(guān)系 ，如表 29 所 示： 表 29 場強為 300V/3cm 條件下的沉積厚度與沉積時間的關(guān)系 1粉料 /g 正戊醇 /ml 三乙醇胺 /g 硬脂酸鋁 /g 沉積場強 V/cm 沉積時間 /s 1 4 50 300 60 2 4 50 300 120 3 4 50 300 180 4 4 50 300 240 5 4 50 300 300 該方案是研究場強為 300V/3cm 條件下的沉積厚度與沉積時間的關(guān)系 表征方法 用 Zeta 電位 分析懸浮液的穩(wěn)定性 懸浮液的 Zeta 電位用 Zeta 電位分析儀（ ZetaPALS， Brookhaven， America）進行測試。 B. 添加硬脂酸鋁： （ 1）硬脂酸鋁 = g， g， ， 。 ，如表 27 所示： 表 27 硬脂酸鋁對多孔層的影響 1料 /g 正戊醇 /ml 三乙醇胺 /g 硬脂酸鋁 /g 第二章 實驗部分 16 1 4 50 2 4 50 3 4 50 4 4 50 5 4 50 該方案是 研究硬脂酸鋁對多孔層的影響 A. 空白實驗： （ 1）硬脂酸鋁 =。 B. 添加聚丙烯酸： （ 1）聚丙烯酸 = g， g， 。 A. 空白實驗： （ 1）聚丙烯酸 =。 （ 2）硬脂酸鋁 =。 南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 15 （ 2）硬脂酸鋁 =。 （ 2）正戊醇 =10 ml。 A. 空白實驗： （ 1）三乙醇胺 =。 （ 5）致密層在場強為 200V/3cm 條件下電泳沉積 5min，多孔層在場強為200V/3cm條件下電泳沉積 4min。 （ 2）在多孔層燒杯中加入 3g1粉料、 硬脂酸鋁、 的三乙醇胺和50 ml 燒的正戊醇。 （ 11）用自封袋裝好，貼上標簽后備用。 （ 7） 用無水乙醇配成懸浮液，加入高能球磨的介質(zhì) 。 （ 3）用 120 目的篩子過篩后烘干。南京工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 11 第二章 實驗部分 原料與試劑 實驗各種原料與試劑及其化學簡式、純度、生產(chǎn)廠家等信息如表 21 所示 ： 表 21實驗原料及其化學簡式、純度、生產(chǎn)廠家等 原料 化學式 純度 生產(chǎn)廠家 無水乙醇 (EtOH) C2H5OH 分析純 無錫市亞盛化工有限公司 正戊醇 CH3(CH2)4OH 分析純 上海凌峰化學試劑有限公司 三乙醇胺 C6H15NO3 分析純 上海凌峰化學試劑有限公司 硬脂酸鋁 AlC36H71O5 化學純 國藥集團化學試劑有限公司 聚丙烯酸 [C3H4O2]n 化學純 國藥集團化學試劑有限公司 三乙胺 C6H15N 分析純 國藥集團化學試劑有限公司 儀器設備 實驗所用儀器設 備 及其型號、生產(chǎn)廠家如 表 22 所示： 表 22實驗儀器設備及其型號、生產(chǎn)廠家 儀器名稱 型號 生產(chǎn)廠家 多頭磁力加熱攪拌器 HJ4A 常州國華電器有限公司 電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG9246A 上海精宏實驗設備有限公司 粉末壓片機 769YP24B 天津市科器高新技術(shù)公司 電子天平 BS 224S 北京賽多利斯科學儀器有限公司 電泳儀 DYY6C 南京科弋創(chuàng)生物科技有限公司 箱式爐 KSL1700X 中美合資 合肥科晶材料技術(shù)有限公司 箱式爐 KSL1400X 中美合資 合肥科晶材料技術(shù)有限公司 實驗室 pH計 FE20 梅特勒 托利多儀器（上海）有限公司 普通球磨機 QM3SP2 南京南大儀器廠 研磨機 01系列 青島聯(lián)瑞精密機械有限公司 超聲清洗器 KH500DB 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司 第二章 實驗部分 12 離心 機 802 上海榮泰生化 工程有限公司 單溫區(qū)管式爐 OTF1200X 中美合資 合肥科晶材料技術(shù)有限公司 掃描電鏡 JEOL6930 日本電子公司 場發(fā)射掃描電鏡 JSM6700F 日本 JEOL公司 Zeta電位分析儀 90plus 美國布魯克海文儀器公司 樣品的制備及主要步驟 制備方法 實驗主要步驟見圖 21 所示 圖 21 β 23l??固體電解質(zhì) 材料制備實驗流程圖 βAl2O3粉料（ 1粉料）的制備 制備 βAl2O3的粉料配比為（ wt%）： a Al2O3（日本昭和）： MgO： Na2O=86%：4%： 10%。 陳化時間較長時，粉體堆砌比較疏松。 分散介質(zhì) 分散介質(zhì)的性能對電泳沉積的速度、涂層的外觀、涂層的強度及附著能力有很大的影響，分散介質(zhì)的粘度影響電泳沉積的速度。此時如果補加助磨劑，及時在新生細顆粒表 面生成單層吸附，則可打破粉碎速率與團聚速率之間的平衡，使粉碎作用重新壓過團聚作用，顆粒得以繼續(xù)細化。 電泳沉積過程中影響因素 助磨劑 助磨劑 能 發(fā)揮作用的基本前提是在細顆粒表面發(fā)生吸附，每種助磨劑對于一定研磨體系存在一定范圍的最佳加入量， 應 該加入量基本相當于在固相表面形成單層吸附時的吸附量。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 。 電泳沉積在復合陶瓷中的應用 EPD 技術(shù)應用于層壓成型和 功能梯度材料。 1600℃ 下涂層的失效主要是由于長時間的氧化揮發(fā)后 SiCn 涂層表面氧化所形成的 SiO2膜不能完全封填表面缺陷，涂層中產(chǎn)生了貫穿性的空隙所致 [13]。 電泳沉積在復合材料表面的應用 以納米碳化硅為沉積物，采用水 熱電泳沉積方法可在 SiCC/C 復合材料表面沉積均勻致密的納米碳化硅涂層。用于 SOFC 的電解質(zhì)材料主要 是鋯 基 以及 多元復合氧化物。用于沉積的粒子必須荷電，膠體粒子上的電荷可以通過多種途徑產(chǎn)生，如對無機離子吸附、粒子表面基團的離解以及離子表面活性劑的吸附等。斥力勢能和引力勢能既與粒子的大小和粒子間距有關(guān)，又受到電解質(zhì)濃度的影響，適當調(diào)整電解質(zhì)的濃度，可以得到相對穩(wěn)定的膠體體系。 EPD 技術(shù)的基本原理懸浮液中膠?；蚬腆w粒子因吸附介質(zhì)中的離子形成帶電膠核，再吸附一些電性相反的離子和特性 吸附少量同性離子形成膠粒帶電層，膠粒帶電層相對于介質(zhì)本體的電位差即為 ζ電勢。 (X)可以同正離子反應，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 。在某一溫度下，膠體懸浮液體系中的上述離解反應的平衡常數(shù)為K=[Y+][X]/[YX]。 Kolmans 和 Overbeck[10]在研究極性有機介質(zhì)對 EPD 的作用之后，根據(jù)DLVO 理論中電解質(zhì)濃度的增加可以誘發(fā)體系聚沉的觀點，提出了電泳沉積的電化學機理。由于 EPD 的靈活性大、可 靠性強，需要的設備不很復雜，從而逐步用于制造多層陶瓷電容器、 鈉 硫 電池的 β 23l??管、陶瓷超導體器件、梯度功能陶瓷以及各種材料的涂層等。可用下列材料制成電：鋅、鉛、鋁、不銹鋼、石墨等。在顆粒遷移的作用下，漿料的度逐漸 增加，使?jié){料失去穩(wěn)定性，而令范氏吸引力起主導作用，最終逐步沉積到電極上，形成薄層或一定形狀的坯體。 (4) 電滲：在電場的影響下， 帶電荷的液體對攜帶相反電荷的固定介質(zhì)進行相對運動的現(xiàn)象。 電泳沉積的過程 電泳沉積（ EPD）是一個復雜的電化學過程，主要包括電泳、電沉積、電解、電滲四個同時進行的過程。 β 23l