Ce_(1-x)Sm_xO_(2-x/2)的溶胶-凝胶法的合成及氧空位的研究

本文利用溶胶-凝胶法合成了Ce_(1-x)Sm_xO_(2-x/2)(x=0-0.4)系列固体电解质,并且系统地研究了其晶体结构随Sm含量的变化关系。XRD表明:该体系从160℃开始即形成了立方萤石结构,且在所研究的组成范围内全部形成了单相固溶体。此温度远低于传统的高温固相合成法所需的温度,同时也较水热合成法的温度低。高温X-ray衍射研究表明直到800℃Ce_(1-x)Sm_xO_(2-x/2)未出现结构相转变,其晶格常数和晶胞体积随温度升高而增大。EPR测试证实了由于Sm~(3+)部分置换Ce~(4+)固溶体中所存在的单电荷缺陷(Sm_(Ce’),V_o~(oo))结构。在固溶体的Raman谱中观察到:纯CeO_2在465cm~(-1)仅有一个Raman振动模式,随着掺杂量的增大,此振动模式向低频方向移动,而且Raman线变宽且在570cm~(-1)附近出现一新的峰,这些变化都是由Sm~(3+)取代Ce~(4+)所产生的氧空位引起的。