新疆理化所鉻酸鑭陶瓷高溫致密性燒結(jié)機(jī)理研究獲進(jìn)展

　　鉻酸鑭（LaCrO3）由于其高熔點(diǎn)、高電導(dǎo)性和在氧化還原環(huán)境下的化學(xué)穩(wěn)定性，在固態(tài)氧化物燃料電池、磁流體發(fā)電機(jī)和加熱用爐體材料上得到廣泛的應(yīng)用。但其缺陷在于LaCrO3在空氣下的燒結(jié)性能不好，不致密。學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為是由于其在1000oC以上會(huì)揮發(fā)出氣態(tài)CrO3，導(dǎo)致其燒結(jié)性能不好。

　　中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所材料物理與化學(xué)研究室常愛民研究團(tuán)隊(duì)，多年來致力于熱敏功能陶瓷材料的研究和應(yīng)用。該團(tuán)隊(duì)科研人員根據(jù)LaCrO3在高溫下?lián)]發(fā)產(chǎn)生氣態(tài)CrO3導(dǎo)致其燒結(jié)不致密的假設(shè)，設(shè)計(jì)了通過不同材料（Al2O3, La2O3, Cr2O3等）埋燒LaCrO3的實(shí)驗(yàn)，以提高其燒結(jié)的致密性。研究結(jié)果顯示，La2O3埋燒的LaCrO3致密性大大提高，這表明在空氣中燒結(jié)致密的LaCrO3是可以實(shí)現(xiàn)的。能譜儀（EDS）結(jié)果發(fā)現(xiàn)燒結(jié)后的LaCrO3中Cr與La的含量比小于1；在埋燒后的La2O3粉末中發(fā)現(xiàn)Cr元素表明，LaCrO3在高溫?zé)Y(jié)下存在Cr揮發(fā)。此外，從埋燒后的La2O3粉末的X射線衍射（XRD）結(jié)果發(fā)現(xiàn)有LaCrO3相生成，從而從側(cè)面證明了LaCrO3(s) + 3/4 O2(g) 生成1/2 La2O3(s) + CrO3(g)，從燒結(jié)機(jī)理上印證了LaCrO3在高溫下?lián)]發(fā)產(chǎn)生氣態(tài)CrO3導(dǎo)致其燒結(jié)不致密的假設(shè)。

　　相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《美國陶瓷會(huì)志》（J. Am. Ceram. Soc.）上，文章第一作者為碩士研究生印杏蓮。

　　該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、新疆自治區(qū)科技人才培養(yǎng)項(xiàng)目等的資助。

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　　埋燒前后的La2O3粉末的XRD和不同埋燒材料的LaCrO3的EDS結(jié)果