研究生：沈忠雄

論文名稱:電泳沉積法製備LSM/YSZ複合陰極及其高溫熱行為之研究
　
(Study on the Preparation of LSM/YSZ Composite Cathode Using EPD Process and its Thermal Behavior at Elevated Temperature)

摘要:
    本研究利用電泳沉積技術製備出均勻、緻密、厚度約15μm的LSM/YSZ複合層於LSM基材上。首先利用雷射掃描技術量測粒子的界面電位及粒徑，並分析懸浮液在不同pH值環境下對粒子界面電位及聚集程度的影響。當pH值偏離等電位點時，膠體粒子具有較高的界面電位，分散性也相對增加。然後分別沉積出LSM與YSZ薄膜於LSM基材上，藉由控制外加電壓、沉積時間及界面電位對LSM及YSM膠體懸浮粒子進行分析。電泳沉積LSM/YSZ複合層時，因LSM粒子具較低的界面電位，施加高電壓電泳沉積會導致所沉積的LSM/YSZ複合層因LSM的聚集效應導致較差的堆疊結構。

   此外藉由X光繞射(XRD)分析複合層中LSM與YSZ的相對比例與運用多項式回歸法密合LSM與YSZ於電泳前後之相對強度比例關係可求出LSM與YSZ在LSM/YSZ複合層中含量與相對強度關係之曲線方程式，並提出一PDDA電解質輔助電泳共沉積LSM/YSZ複合層機制。在電極反應過程中可利用Cottrell方程式得知電泳沉積LSM、YSZ、LSM/YSZ鍍層皆為擴散控制機制。當外加電壓與沉積時間為10 V及10 min時，複合電泳LSM/YSZ之擴散速率為0.55×10-6 ㎝2/s。

   由實驗可知，外加電壓為5 V時可製備出均勻、無氣泡(bubble-free)的LSM/YSZ複合層於LSM基材上、並利用掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察在不同製程參數LSM、YSZ、LSM/YSZ鍍層之沉積型態微結構關係。最後利用XRD、SEM、穿透式電子顯微鏡(TEM)、選區電子繞射(SAD)、能量散佈光譜儀(EDS)來觀察分析LSM/YSZ混合粉末之固態反應及LSM基材與YSZ電解質間的界面反應。