[发明专利]基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料及其制备方法

权利要求书

1.基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料，其特征在于：它的化学组成为BaCe_1-xM_xO_3-δ–x/2M₂O₃，是按化学计量比由CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体制备而成的，其中0<x<0.25，所述的M为Gd或Y。

2.如权利要求1所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：方法具体是按以下步骤完成的：

一、按权利要求1所述的化学组成为BaCe_1-xM_xO_3-δ–x/2M₂O₃中的化学计量比称量CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体，并对CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体分别进行除杂处理；其中0<x<0.25；

二、将经步骤一处理的CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体湿磨混合均匀，干燥后得混合物粉体；

三、将步骤二得到的混合物粉体，在1373K～1623K的温度下煅烧5h～10h，然后，研磨，过120~200目筛，得煅烧粉体；

四、将步骤三得到的煅烧粉体放入模具中，在20MPa~50MPa的机械压力下进行压片，恒压0.5min~3min后，卸去压力，然后进行冷等静压，之后在1773K～1973K的温度下烧结，恒温2h~10h后，自然冷却，即得到基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料，其中，所述的冷等静压的压力为200MPa~400MPa；

所述的M为Gd或Y。

3.根据权利要求2所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中的对CeO₂粉体和M₂O₃粉体分别进行除杂处理的方法为：将CeO₂粉体和M₂O₃粉体在973K～1273K下热处理1h~5h。

4.根据权利要求2所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤一中的对BaCO₃粉体进行除杂处理的方法为：BaCO₃粉体在373K~473K下热处理1h~5h。

5.根据权利要求2、3或4所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤二中的湿磨混合的具体条件为：向滚筒式球磨机中，加入CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体，然后，加入无水乙醇或者蒸馏水作为分散介质，加入氧化锆球做为磨球，以200r/min~500r/min的转速球磨12h~48h；其中，所述的球磨机中CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体的总和与磨球的质量比为1:(1~5)，所述的球磨机中CeO₂粉体、M₂O₃粉体和BaCO₃粉体的总质量与无水乙醇或蒸馏水的体积的比为1g:(0.5mL~2.5mL）。

6.根据权利要求2、3或4所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤三中的研磨的方法具体为：采用玛瑙研钵研磨。

7.根据权利要求2所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤三中为在1523K的温度下煅烧10h。

8.根据权利要求2、3、4或7所述的基于稀土氧化物掺杂铈酸钡的复合质子导体材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤四中为在20MPa的机械压力下进行压片，恒压2min。