铬酸镧导电陶瓷

1. 概述

铬酸镧（LaCrO3)是在1960年代随着磁流体动力学（MHD)发电机的电极需要而发展起来的。因为在MHD发电机中，热的电导气体穿过有磁场的管道。在适当角度，由气流在磁场中的电动势，可在管道两侧安装的电极间产生电压。气体温度必须接近2000℃,用钾使气体活化引起导电。因此，电极材料必须具有电子导电性并能在高温下抗钾腐蚀。同时考虑到降温过程，材料必须在1500℃高温承受10000h。LaCrO3熔点为2500℃,具有高的电导率（1400℃时约100S/m),同时又能抗腐蚀，因而是比较理想的材料。但目前LaCrO3在MHD系统已不多使用，而多用于特种加热元件。

铬酸镧为立方晶型，属钙钛矿型结构，是典型的离子晶体。由于部分La3+或Cr2+可以被Ca2+、Mg2+、Sr2+等置换，可形成固溶体，使电导率大幅度提高。

在氧化气氛下，Ca2+置换部分La3+造成正电荷不足，生成部分Cr4+。

由于Cr3+变成Cr4+，从而形成电子型导电。氧化气氛下，在高温挥发前后，材料电性能和结构基本上没有什么变化。相反，经氧化后其导电性略有增大。

2.铬酸镧导电陶瓷的制造工艺

铬酸镧导电陶瓷的制造工艺与其他新型陶瓷相似。它对原料的纯度、细度、颗粒形状及级配等有较高的要求。

铬酸镧陶瓷的配方可按La(MexCr1-x)O3进行配制，其中Me可为Mg、Al、Ca、Sr、Fe等。

LaCrO3的最大缺点是Cr2O3易挥发，在1000℃以上挥发更严重。因此，在配方中，往往添加＋2价碱土金属离子（如Mg2+、Ca3+、Sr2+等），置换部分的La3+,得到具有半导体的La1-x(Ca,Sr)CrO3(x=0~0.12),与纯的LaCrO3相比，其性能有较大的提高。

La2O3和Cr2O3的纯度应为化学纯，按摩尔比配合，先在900℃空气中煅烧2h,排除吸附水，并使部分水化产物分解。Ca是以CaCO3形式加入，然后按摩尔比（x=0~0.12)进行配制。粉料最好在塑料球磨筒中用塑料球湿混48h,烘干后加入粘合剂，然后压制成型。

铬酸镧陶瓷的烧结是在氧化气氛中进行的，烧结温度为2000℃左右。

铬酸镧陶瓷

3. 铬酸镧导电陶瓷的性能与用途

铬酸镧的熔点较高，约2500℃,密度为6. 5g/cm3,电导率较高，在200~300℃时为0. 1Ω-1·cm-1；1000℃时约为10^(-3)Ω-1·cm-1以下，类似金属的导电性，是一种十分优良的纯电子导电陶瓷。

铬酸镧陶瓷主要用于发热体和高温电极材料，以及与ZrO2组成复合电极材料。铬酸镧陶瓷发热体可在室温下直接通电，其表面温度可达1900℃,在高温氧化气氛下能保持性能稳定。