钙钛矿氧化物可用于磁制冷材料/多功能导电陶瓷材料/氧分离膜与气敏材料/催化剂/电池阴极材料的应用

钙钛矿锰氧化物磁制冷材料

磁制冷是利用固体磁性材料的磁热效应来达到制冷的目的。磁卡效应是指当分别对磁性材料等温磁化和绝热退磁时该材料相应地放热和吸热的一种现象。对于钙钛矿氧化物磁制冷材料，利用振动样品磁强计或超导量子干涉仪测量其等温磁化曲线或等磁场下的曲线，计算样品磁熵变（即较大磁熵变），以此判断该材料作为磁制冷工质的可行性。如果A位被离子半径更小的离子或B位被离子半径更大的离子取代，那么取代的结果使容差因子减小，晶格收缩，铁磁耦合变小，从而使磁熵变减小。   

目前，合成的磁制冷材料居里温度或高于室温，或低于室温，均不适合作为室温磁制冷材料。因此，改进稀土钙钛矿材料的合成工艺及优化掺杂等参数，将现有的稀土锰钙钛矿复合，研究NbFeB等永磁体产生的中低磁场在室温附近获得较大磁熵变，以期获得在室温附近中低磁场较大磁熵变的磁制冷材料。该系列材料在室温磁冰箱等方面有广阔的应用前景，有望推动制冷领域的技术革命。   

多功能导电陶瓷材料

以钙钛矿氧化物制备的导电陶瓷具有化学性能稳定、抗腐蚀、耐高温等特点，具有优良的导电性和高温PTC效应，即在某些陶瓷材料中加入微量的稀土元素，其室温电阻率会大幅度下降而成为半导体陶瓷，当温度上升到它的居里温度Tc时其电阻率急剧上升，BaPbO3是一种新型的多功能导电陶瓷，导电性可做成薄膜和复合材料；其高温PTC效应可做成各种大功率、高温发热体和电流控制元件及高温传感器等，用作Cr2O3基的陶瓷湿度传感器电有优良的综合性能   

目前存在主要问题是钙钛矿氧化物合成重复性差、铅易氧化挥发，难以保持材料的化学计量平衡等因素，因此，必须研究新制备工艺、优化离子掺杂和烧结温度等条件，从而合成性能稳定、导电性好的功能陶瓷材料。   

氧分离膜与气敏材料 

钙钛矿型复合氧化物因其电子和氧离子导电性对氧有良好的吸附和脱附性能。高温下，当膜两侧存在氧浓度梯度时，无需外接电路就可以选择氧。根据这一特性已成功开发出氧分离膜介质材料、高电容率材料、透明导电薄膜、透明导电薄膜。  

（1）氧分离膜介质材料。具有混合导电性的钙钛矿型复合氧化物La1-xSrxFe1-yCoyO3可望成为一种全新的氧分离膜介质材料。   

（2）高电容率材料。钛酸锶是钙钛矿氧化物绝缘体，被广泛用于生长高温超导薄膜的衬底，作为高电容率材料在超晶格和下一代超大规模集成器件中具有潜在的应用价值。   

（3）透明导电薄膜。用紫外脉冲激光沉积法在SrTiO3衬底上制备掺杂Sb的SrTiO3钙钛矿型氧化物薄膜，该薄膜对可见光波段的透过率大于90%，且具有良好的导电性。 

透明导电薄膜

（4）氧敏传感器。利用钙钛矿型氧化物LaNiO3纳米陶瓷薄膜制成了氧敏传感器。

目前存在的问题是，实际应用中透氧量降低和膜组件破裂致使反应器报废损坏。今后的研究应集中在开发合成新气敏材料以提高气敏性、选择性和传感器的稳定性，设计的合成工艺以降低其成本，同时确保其可靠性、和再现性。

氧化还原催化剂 钙钛矿复合氧化物由于表面纳米粒子的氧化还原协同作用及晶格缺陷，致使晶场环境和结合能与宏观颗粒相比差异很大，它们对废气净化过程中一氧化碳、碳氢化合物的完全氧化和SO2、NOx的还原反应具有高的催化活性，掺杂稀土后催化剂具有高抗毒性能和热稳定性，可望替代贵金属催化剂而成为高温稳定型氧化还原催化剂、汽车尾气净化催化剂。  

光催化剂 用钙钛矿型复合氧化物对水溶性染料进行降解，当适当波长的光照射时，催化剂表面会产生电子2空穴对，空穴进一步与水作用产生活性较强的羟基自由基，与吸附在催化剂表面的染料分子发生氧化还原反应，较终将其降解为无机小分子。  

 固体氧化物燃料电池阴极材料 阴极材料是固体氧化物燃料电池SOFC的重要组成部分,其欧姆损失在整个SOFC的欧姆损失中约占65%，因此在SOFC的研究中，提高阴极材料的导电性能尤为重要。目前，钙钛矿结构的ABO3型稀土复合氧化物、焦绿石结构的A2Ru2O7-z（A为Pb、Bi）陶瓷和Ag-YDB复合陶瓷符合SOFC阴极材料技术要求，可作为SOFC阴极材料。其中研究较为成熟的是具有钙钛矿结构的稀土复合氧化物。 

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