鉍鋁系列莫來石之合成與電性之研究

Synthesis and Electrical Properties of Bi2Al4O9 and Bi2-xCaxAl4O9-δ

莊士岳(Shih-Yueh Chuang)

指導教授 ： 韋文誠

國立臺灣大學/工學院/材料科學與工程學研究所/碩士(2009年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2009.00836

摘要

具有莫來石結構的鋁酸鉍(Bi2Al4O9)是一種可用於固態氧化物燃料電池電解質的可能材料。而利用固態反應法或液相反應燒結法，有機會可以得到緻密且純相之鉍鋁莫來石。在本研究中，深入探討包括氧化鉍與氧化鋁的膠粒特性、氧化鉍與氧化鋁混合物的反應與燒結行為、以及不同之合成樣品的導電性質。在相變化方面，利用DTA和XRD之分析結果得知，氧化鋁在低於750oC即會固熔於氧化鉍中，形成γ’相(Bi24Al2O39)。而γ’相會在790oC以上的溫度分解成β’相(Bi48Al2O75)與鉍鋁莫來石，最後β’相會與殘留氧化鋁反應成鉍鋁莫來石。從SEM的觀察，我們可發現氧化鋁溶解於氧化鉍的證據，以及鉍鋁莫來石在氧化鋁與富鉍相之介面生成之行為。接著,我們利用六種不同的燒結製程試圖得到緻密的鉍鋁莫來石。其中反應燒結(S64)可以得到高於90%理論密度之緻密度。最後，透過添加5-30莫耳比例之氧化鈣或氧化鍶來取代鉍鋁莫來石結構中之鉍的位置，以期得到較高之導電度。分析部份，包括生成之晶相，燒結密度以及導電度都將於本研究之中報導。但其導電特性仍需更多研究努力，由提高燒結密度來改善其性質。

關鍵字

鉍鋁莫來石 ； 莫來石膠粒製程 ； 固態氧化物燃料電池 ； 電解質

並列摘要

無資料

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Bi2O3 ； Al2O3 ； mullite ； colloid processing ； reactive sintering, electrolyte ； electric conductivity ； fuel cell

參考文獻

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