[发明专利]一种过渡金属离子与Eu3+

权利要求书

1.一种过渡金属离子与Eu³⁺共掺杂型Na-β(β″)-Al₂O₃固体电解质陶瓷材料，其特征在于：在化学式ⅠNa_1.67Li_0.33Al_10.67O₁₇的基础上，引入过渡金属离子M和Eu³⁺；M为Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺离子中的一种，其引入量按照摩尔比为Al³⁺∶M＝50～150∶1；Eu³⁺的引入量按照摩尔比为Al³⁺∶Eu³⁺＝300～800∶1；M离子和Eu³⁺掺杂进入陶瓷晶格代替Al³⁺；所述固体电解质陶瓷材料的体积密度大于3.17 g/cm³、300℃下的电导率＞0.070 S·cm^-1、电导活化能＜0.106eV。

2.权利要求1所述过渡金属离子与Eu³⁺共掺杂型Na-β(β″)-Al₂O₃固体电解质陶瓷材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1) 埋烧料的制备

将α-Al₂O₃和Na₂CO₃按照化学式Na₂Al_10.67O₁₇进行配料，以无水乙醇为球磨介质进行球磨处理；球磨后得到的物料经烘干、过筛、压制成型后进行煅烧处理；煅烧处理后的物料经研磨、过筛，即制得埋烧料；

(2) 预合成前驱体粉料的制备

以铝源、钠源、锂源、铕源、过渡金属离子M源为原料，其中铝源、锂源按照化学式ⅠNa_1.67Li_0.33Al_10.67O₁₇进行配料，钠源的用量比化学式Ⅰ中的计量数多加8～10wt%，过渡金属离子M源的用量按照摩尔比为Al³⁺∶M＝50～150∶1，铕源的用量按照摩尔比为Al³⁺∶Eu³⁺＝300～800∶1；然后以无水乙醇为球磨介质进行一次球磨处理；球磨后得到的物料经烘干、过筛、压制成型后进行煅烧处理；煅烧处理后的物料经研磨、过筛，即制得预合成前驱体粉料；

(3) 固体电解质陶瓷的制备

将所述预合成前驱体粉料进行二次球磨处理，球磨后得到的物料经烘干、研磨、过筛、造粒、陈腐，得到处理料；将所述处理料放入模具中压制成型后，再用冷等静压压制，之后进行排胶热处理，得到预烧件；然后，将所述预烧件置于埋烧料内进行埋烧，即制得固体电解质陶瓷材料。