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近年来，国内外学者对钙钛矿型SrCeO3基、BaCeO3基、CaZrO3基、SrZrO3基质子导体进行了系列应用研究，发现以SrCeO3、BaCeO3为基的固体电解质材料在高温含水或氢的气氛中，表现出较高的质子导电性，因其与CO2反应使其化学稳定性降低。而CaZrO3基质子导体的导电性能虽低于同温度下的BaCeO3基等陶瓷，但在低温领域有较好的化学稳定性，强度较高，引起了很多学者的关注。其中In掺杂CaZrO3固体电解质已用于工业定氢传感器。但是到目前为止开发的定氢传感器电解质在高温环境下化学稳定性差导致分解：In2O3(s)=In2O(g)+O2(g)，影响掺杂效果，降低了金属液定氢传感器的测量精度，而且氧化铟价格昂贵，提高了传感器的制造成本。因此，本论文着重研究离子掺杂CaZrO3质子导电固体电解质的电化学特性等一些基础科学问题，为更高效的氢传感器开发奠定基础。通过研究旨意替换氢传感器的电解质，解决高温不稳定和连续测量时间短的缺点。 本文采用固相反应法制备CZIAl、CZIYb和CZYb系列固体电解质，并对其进行物相表征和性能测试，XRD结果显示，所测试样均合成了单一钙钛矿结构，且无第二相产生；试样表面和断面的SEM结果显示晶粒分布较均匀，晶粒直径均在8μm以内，晶界较清晰，晶界之间结合较紧密，无明显气孔。采用交流阻抗谱法测定CZIAl、CZIYb和CZYb系列质子导体在不同测试温度、不同测试气氛下的电导率。同种气氛条件下673-1223 K时，质子导体电导率分别为1.8×10-8~7.1×10-6 S/cm、8.5×10-8~1.6×10-4 S/cm、2.3×10-10~3.3×10-5 S/cm，且随着温度的升高质子导体电导率显著增大。673-1223 K时，质子导体电导率随着气氛中水蒸气分压的增大有不断增大的趋势；673-1223 K时，随着气氛中氧分压的增大，质子导体电导率无明显边变化。CZIAl、CZIYb和CZYb系列固体电解质质子导体电导激活能分别为1.51-2.03 eV、0.94-2.66 eV、0.86-1.37 eV。不同掺杂元素、掺杂量、测试温度、测试气氛下条件，质子导体的电导激活能也有所不同，随着电导率的增大，质子导体电导激活能逐渐降低。