钙钛矿结构稀土复合氧化物(掺杂和未掺杂的LnMeO3基)材料与高科技、能源和环境等国民经济可持续发展主题密切相关。改进这类材料应用性能及寻求其新应用的需求使这类材料备受关注,并不断设计出新材料来。该领域的新材料还存在相当大的发展空间。本项目以LaCoO3及LaMnO3为代表,应用高温XRD与TGA及DTA结合的原位方法,提取阳离子间互扩散系数,建立参与反应的固相物质特征XRD峰强与反应过程动力学变量间关系的数模。以常温XRD为主,研究压片煅烧合成LaCoO3及LaMnO3的动力学、影响因素及与阳离子间互扩散系数间的关系。考察典型的稀土元素掺杂、碱土元素掺杂对合成动力学及机理的影响。本项目可作为LnMeO3系列材料固态反应合成动力学研究的基点,揭示其典型特征。为该系列材料设计提供动力学方面的参考依据。本项目属冶金及材料动力学的前沿性应用基础研究,将对该领域的发展起推动作用。
高温XRD与TG-DSC结合研究固相反应合成钴酸镧、掺锶钴酸镧、同时掺锶、镓钴酸镧、La0.95MnO3、掺锶和钙亚锰酸镧的机理和产物晶体结构。研究氧化物粉末压片样等温煅烧合成钴酸镧、亚锰酸镧和铁酸镧过程动力学,得出过程皆为固态离子3D扩散控速,活化能分别233、197、288kJ/mol。镧离子在钴酸镧中扩散系数(0.019~3.975)x10^-16m^2/s。室温到1273K钴酸镧的线、体热膨胀系数为(24.160~23.160)x10^-6/K、(63.218~69.601)x10^-6/K。固相反应合成La0.9MnO3、La0.95MnO3、LaMnO3、LaMn0.95O3。La0.95MnO3在373~473K有O-正交向菱方相转变,973~1273K有菱方向立方相转变;473~973K a、c轴线及体热膨胀系数6.390x10^-6、16.668x10^-6、29.575x10^-6/K。LaMn0.95O3在573~773K有O-正交向菱方相转变,a、c轴线及体热膨胀系数6.05、16.97、28.99x10^-6/K。本项目提供相关材料制备工艺设计所需数据。