·176 北京科技大学学报 第34卷 *Sr,Mg Al MoO. Sr,Mg Al MoO Sr,Mg Al Moo -0.3 *SrMo0. 1 i.i03 =0.05 x=0.1 x=0.03 LL0.03 =0 0 L人0 0 20 4060 80 100 20 40 60 80 I00 20 40 60 80100 26w) 209 20e 图1不同气氛下制备Sr2Mg1-AL,Mo06-B材料的X射线衍射谱.(a)5%H2/Ar气氛中1200℃煅烧12h:(b)空气气氛中1500℃煅烧 12h:(c)空气气氛中1500℃殿烧12h后再于5%H2/Ar气氛中1300℃还原20h Fig.1 XRD patterns of Sr2 Mgi-,Al,MoO:(a)sintered at 1200C for 12h in 5%H2/Ar.(b)sintered at 1500C for 12h in air (c)sintered at 1500C for 12 h in air and then reduced at 1300 C in 5%H2/Ar for 20h 图21500℃和5%H2/Ar气氛中烧结12h后Sr2Mg1-:AL,Mo06-a材料断面的扫描电镜照片.(a)x=0:()x=0.1:(cx=0.3 Fig.2 SEM fractographs of Sr2 Mg_Al,Mo0s-s sintered at 1500 C for 12 h in 5%H2/Ar:a)x=0;(b)x =0.1;(c)x=0.3 b 3 10 um 图3空气气氛中1500℃烧结10hSr2Mg1-.A1,Mo06-s材料的扫描电镜照片.(a)x=0:(b)x=0.03:(dx=0.05 Fig.3 SEM fractographs of Sr2 Mgi Al,MoO.a sintered at 1500C for 10 h in air:(a)=0:(b)x=0.03:(c)x=0.05 图4是样品在1500℃空气中煅烧10h后，再于 角度分析，A1在Mg位的掺杂是施主掺杂，电荷补偿 5%H/Ar气氛中1300℃下还原20h的扫描电镜 容易通过M0离子由+6价变到+5价来完成，材料 照片.可以看出样品经过还原后晶粒结合紧密，材 变为n型半导体，因而Al掺杂量越大，材料中电子 料更加致密.这可能是由于在还原气氛中，材料中 载流子浓度越高，材料的电导率增加也越明显.800 失去晶格氧，从而产生氧空位，材料晶格发生膨胀， ℃下x=0.05样品的电导率相比于未掺杂样品提高 使材料中的气孔弥合，材料更加致密. 了312%. 2.3掺杂量对材料电导性能的影响 2.4还原气氛对材料电导率的影响 采用四端引线法，对在空气气氛下1500℃烧 在1500℃空气气氛下烧结的试样 结、然后在5%H2/Ar中1300℃还原20h的样品进 Sr,Mga96ALo4Mo06-6,分别在5%H2/Ar气氛和7% 行不同温度下电导率σ的测定，结果如图5所示. CH,/Ar中1300℃还原20h,然后对其进行该气氛 从图5中可以看出，各Sr2Mg1-Al,MoO6-6样品 下不同温度电导率的测定，结果如图6所示.可以 的电导率随A!掺杂量的增加而增大.从缺陷化学 看出，Sr,Mga96Alao4Mo06-8样品在7%CH,Ar中还北 京 科 技 大 学 学 报 第 34 卷 图 1 不同气氛下制备 Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ材料的 X 射线衍射谱 . ( a) 5% H2 /Ar 气氛中 1 200 ℃煅烧 12 h; ( b) 空气气氛中 1 500 ℃ 煅烧 12 h; ( c) 空气气氛中 1 500 ℃煅烧 12 h 后再于 5% H2 /Ar 气氛中 1 300 ℃还原 20 h Fig． 1 XRD patterns of Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ : ( a) sintered at 1200 ℃ for 12 h in 5% H2 /Ar; ( b) sintered at 1500 ℃ for 12 h in air; ( c) sintered at 1 500 ℃ for 12 h in air and then reduced at 1 300 ℃ in 5% H2 /Ar for 20 h 图 2 1 500 ℃和 5% H2 /Ar 气氛中烧结 12 h 后 Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ材料断面的扫描电镜照片 . ( a) x = 0; ( b) x = 0. 1; ( c) x = 0. 3 Fig． 2 SEM fractographs of Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ sintered at 1 500 ℃ for 12 h in 5% H2 /Ar: ( a) x = 0; ( b) x = 0. 1; ( c) x = 0. 3 图 3 空气气氛中 1 500 ℃烧结 10 h Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ材料的扫描电镜照片 . ( a) x = 0; ( b) x = 0. 03; ( c) x = 0. 05 Fig． 3 SEM fractographs of Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ sintered at 1 500 ℃ for 10 h in air: ( a) x = 0; ( b) x = 0. 03; ( c) x = 0. 05 图 4 是样品在 1 500 ℃空气中煅烧 10 h 后，再于 5% H2 /Ar 气氛中 1 300 ℃ 下还原 20 h 的扫描电镜 照片． 可以看出样品经过还原后晶粒结合紧密，材 料更加致密． 这可能是由于在还原气氛中，材料中 失去晶格氧，从而产生氧空位，材料晶格发生膨胀， 使材料中的气孔弥合，材料更加致密． 2. 3 掺杂量对材料电导性能的影响 采用四端引线法，对在空气气氛下 1 500 ℃ 烧 结、然后在 5% H2 /Ar 中 1 300 ℃还原 20 h 的样品进 行不同温度下电导率 σ 的测定，结果如图 5 所示． 从图 5 中可以看出，各 Sr2Mg1 － xAlxMoO6 － δ样品 的电导率随 Al 掺杂量的增加而增大． 从缺陷化学 角度分析，Al 在 Mg 位的掺杂是施主掺杂，电荷补偿 容易通过 Mo 离子由 + 6 价变到 + 5 价来完成，材料 变为 n 型半导体，因而 Al 掺杂量越大，材料中电子 载流子浓度越高，材料的电导率增加也越明显． 800 ℃下 x = 0. 05 样品的电导率相比于未掺杂样品提高 了 312% ． 2. 4 还原气氛对材料电导率的影响 在 1 500 ℃ 空 气 气 氛 下 烧 结 的 试 样 Sr2Mg0. 9 6Al0. 0 4MoO6 － δ，分别在 5% H2 /Ar 气氛和 7% CH4 /Ar 中 1 300 ℃还原 20 h，然后对其进行该气氛 下不同温度电导率的测定，结果如图 6 所示． 可以 看出，Sr2Mg0. 9 6Al0. 0 4MoO6 － δ样品在 7% CH4 /Ar 中还 ·176·