氧化铈基纳米功能陶瓷的晶界设计与电性能研究

晶界结构与性质强烈地影响着晶界移动、溶质原子或离子在晶界的偏聚、空间电荷层浓度以及材料的力学和物理性能等。控制晶界组成、结构和相态，设计和改进材料的电性能是材料科学研究的一个重要领域。本项目以变价过渡金属氧化物为助烧结剂、非变价金属氧化物为晶界清除剂，采用软化学方法和高能球磨等物理方法将上述氧化物引入CeO2基体中，制备纳米颗粒粉体材料；探索最佳实验条件和材料的烧结工艺,制备纳米化致密陶瓷；采用第一性原理预测引入金属离子进入的可能位置及掺杂最佳形式、对邻近原子环境和对称性的影响；研究金属离子半径、价态、电子结构及掺杂量对晶界构效关系及其变化规律；研究具有助烧结剂和杂质清除剂双重作用金属氧化物对晶界的构效关系与制备条件、复合晶界效应及晶界导电模型；旨在通过材料的纳米化和晶界设计，有效降低材料的烧结温度和晶界电阻、提高致密度和导电性能，得到1-2种性能优异的导电陶瓷材料。