焦汉东等：A位掺杂Ru对SPS制备LCrO,陶瓷导电性的影响及其作为熔盐中惰性阳极的可行性 ·1339· d 0 Ru 0.05Ru 0.10Ru (b) ☐Theoretical result -Experimental results .Ru mapping 4 4.62 Ru mapping 78 25m 25 um 0 0.050.100.150.200.25 Sample/Ru 0.15Ru 020Ru 0.25Ru .Ru mapping Ru mapping Ru mapping 25m 25μm 25μm 图4SPS制备所得致密陶瓷SEM图谱及Ru元素EDS分析结果.(a)Ru摩尔分数为O的样品的SEM形貌：(b)不同Ru含量样品所得EDS结 果：(c)Ru摩尔分数为O.O5的样品的SEM(上)及对应的EDS(下)面扫描结果：(d)Ru摩尔分数为O.I0的样品的SEM(上)及对应的EDS(下)面扫 描结果：()Ru摩尔分数为0.15的样品的SEM(上)及对应的EDS(下)面扫描结果：(f)Ru摩尔分数为O.20的样品的SEM(上)及对应的EDS(下) 面扫描结果：(g)Ru摩尔分数为0.25的样品的SEM(上)及对应的EDS(下)面扫描结果 Fig.4 SEM images of the ceramics with different Ru contents and EDS mapping of Ru element:(a)SEM image of the SEM without Ru;(b)EDS results of the sample with different Ru contents;(c)SEM(above)and EDS mapping(below)of the sample with Ru of 0.05 mole fraction;(d)SEM(above)and EDS mapping (below)of the sample with Ru of 0.10 mole fraction;(e)SEM(above)and EDS mapping (below)of the sample with Ru of .15 mole fraction;(f)SEM (above)and EDS mapping (below)of the sample with Ru of 20 mole fraction,(g)SEM (above)and EDS mapping (below)of the sample with Ru of 0.25 mole fraction 子空缺造成的离子电导率和电子在不同价态Ru 与1/T的形式，其结果如图5(d).该图显示，ln(cD 离子间移动造成的电子电导率共同控制.而这种 与1/T之间存在良好的线性关系，表明未掺杂 协同作用机制也使得掺杂态La1-Ru,CrO3陶瓷的 LaCrO3陶瓷和掺杂态La1-xRu,CrO3陶瓷的导电性 电导率明显高于未掺杂LaCrO3陶瓷的电导率.同 符合Arrhenius准则.利用如下Arrhenius公式，可 时，掺杂态La1-Ru,CrO3陶瓷的电导率随其中Ru 求出陶瓷试样的电导活化能(E). 掺杂量的增加而增大，这也进一步证明了Ru可以 oT=A.exp(Ea/RT) (1) 成功取代A位的La元素，实现Ru在ABO3晶格 其中，o为电导率，Scm;T为热力学温度，K;A为 内的掺杂 常数；Ea为电导活化能，eVR为气体常数，值为 进一步地，将电导率与温度的关系转换为ln(σ) 8.314 J-(molK)子空缺造成的离子电导率和电子在不同价态 Ru 离子间移动造成的电子电导率共同控制. 而这种 协同作用机制也使得掺杂态 La1−xRuxCrO3 陶瓷的 电导率明显高于未掺杂 LaCrO3 陶瓷的电导率. 同 时，掺杂态 La1−xRuxCrO3 陶瓷的电导率随其中 Ru 掺杂量的增加而增大，这也进一步证明了 Ru 可以 成功取代 A 位的 La 元素，实现 Ru 在 ABO3 晶格 内的掺杂. 进一步地，将电导率与温度的关系转换为 ln(σT) 与 1/T 的形式，其结果如图 5（d）. 该图显示，ln(σT) 与 1/T 之间存在良好的线性关系 ，表明未掺 杂 LaCrO3 陶瓷和掺杂态 La1−xRuxCrO3 陶瓷的导电性 符合 Arrhenius 准则. 利用如下 Arrhenius 公式，可 求出陶瓷试样的电导活化能（Eα）. σT = A· exp(Eα/RT) （1） 其中，σ 为电导率，S·cm−1 ；T 为热力学温度，K；A 为 常数；Eα 为电导活化能，eV；R 为气体常数，值为 8.314 J·(mol·K)−1 . 6 5 4 3 2 1 Ru content/ % 0 0.05 0.87 1.78 2.89 3.78 4.62 0.10 0.15 Sample/Ru 0.20 0.25 Theoretical result Experimental results 0 Ru 5 mm 0.15 Ru 0.20 Ru 0.25 Ru 0.05 Ru Ru mapping Ru mapping 0.10 Ru (a) (e) (b) (f) (g) (c) (d) 10 μm 10 μm 25 μm 25 μm Ru mapping Ru mapping Ru mapping 25 μm 25 μm 25 μm 10 μm 10 μm 10 μm 10 μm 图 4    SPS 制备所得致密陶瓷 SEM 图谱及 Ru 元素 EDS 分析结果. （a）Ru 摩尔分数为 0 的样品的 SEM 形貌；（b）不同 Ru 含量样品所得 EDS 结 果；（c）Ru 摩尔分数为 0.05 的样品的 SEM（上）及对应的 EDS（下）面扫描结果；（d）Ru 摩尔分数为 0.10 的样品的 SEM（上）及对应的 EDS（下）面扫 描结果；（e）Ru 摩尔分数为 0.15 的样品的 SEM（上）及对应的 EDS（下）面扫描结果；（f）Ru 摩尔分数为 0.20 的样品的 SEM（上）及对应的 EDS（下） 面扫描结果；（g）Ru 摩尔分数为 0.25 的样品的 SEM（上）及对应的 EDS（下）面扫描结果 Fig.4    SEM images of the ceramics with different Ru contents and EDS mapping of Ru element: (a) SEM image of the SEM without Ru; (b) EDS results of the sample with different Ru contents; (c) SEM (above) and EDS mapping (below) of the sample with Ru of 0.05 mole fraction; (d) SEM (above) and EDS mapping (below) of the sample with Ru of 0.10 mole fraction; (e) SEM (above) and EDS mapping (below) of the sample with Ru of 0.15 mole fraction; (f) SEM (above) and EDS mapping (below) of the sample with Ru of 0.20 mole fraction; (g) SEM (above) and EDS mapping (below) of the sample with Ru of 0.25 mole fraction 焦汉东等：A 位掺杂 Ru 对 SPS 制备 LaCrO3 陶瓷导电性的影响及其作为熔盐中惰性阳极的可行性 · 1339 ·