Sol-Gel Prozesse als alternative Syntheserouten für elektroaktive Oxide

Edith Bucher, Martin Perz, Jörg Waldhäusl, Johannes Hofer, Michael Leprich, Christian Berger, Wolfgang Preis, Werner Sitte

Publikation: KonferenzbeitragVortragForschung

Abstract

Sol-Gel Prozesse bieten die Möglichkeit diverse elektroaktive Oxide zu synthetisieren. Im Vergleich zu konventionellen Präparationsmethoden (z.B. Mischoxidroute) gelingt es hiermit, besonders homogene und zum Teil auch nanokristalline Produkte zu erhalten. Perowskite wie z.B. (La,Sr)(Co,Fe,Ni)O3-δ, welche als Kathodenmaterialien für die Hoch-temperaturbrennstoffzelle (SOFC) zum Einsatz kommen, werden mittels Glycin-Nitrat-Prozessen synthetisiert. Wässrige Nitratlösungen der Metallionen werden mit Glycin (Komplexbildner bzw. Brennstoff) gemischt. Unter moderater Wärmebehandlung bildet sich ein Gel aus, welches sich beim weiteren Erhitzen selbst entzündet und zu den komplexen Oxiden umgesetzt wird. Durch den Einsatz der Spin Coating Technik können auf diese Weise auch 50-200 nm dünne keramische Schichten auf einem Substrat abgeschieden werden. Auch für die Synthese von Festoxidelektrolyten stellen Sol-Gel Prozesse eine attraktive Alternative zu den konventionellen Präparationsmethoden dar. Durch Kombination von Sol-Gel und Glycin-Nitratmethode können z.B. Ce- oder Sc-substituierte Zirkonoxide mit verbesserter Sauerstoffionenleitfähigkeit hergestellt werden, welche für den Einsatz in der SOFC bei reduzierten Betriebstemperaturen geeignet sind. PTC-Keramiken wie n-BaTiO3 werden üblicherweise über die Mischoxidroute präpariert. Bei höheren Donatorkonzentrationen, wie sie für Dielektrika üblich sind, kann als Alternative die Methode nach Pechini verwendet werden. Dabei werden die Metallionen (Ba, La, Mn, Ti) zunächst in einen Citrat-Präkursor unter Gelbildung eingebaut, der anschließend thermisch zum Produkt zersetzt wird.
OriginalspracheDeutsch
PublikationsstatusVeröffentlicht - 16 Apr. 2015
Veranstaltung61. Metallkunde-Kolloquium - Lech am Arlberg, Österreich
Dauer: 15 Apr. 201517 Apr. 2015

Sonstiges

Sonstiges61. Metallkunde-Kolloquium
Land/GebietÖsterreich
OrtLech am Arlberg
Zeitraum15/04/1517/04/15

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