新型湿法合成高密度Hf1-xYxO2-x/2固体电解质陶瓷及其在液态钠氧传感器中的应用

（编辑推荐）本研究通过创新性氢氧化物共沉淀湿法合成技术，成功制备出相对密度达97.6±0.5%TD的Hf1-xYxO2-x/2固体电解质陶瓷，解决了传统干法合成中掺杂不均和致密度低的难题。该材料在钠冷快堆（SFR）氧传感器中展现出优异的钠抗腐蚀性和离子导电性，为核反应堆液态钠环境监测提供了关键材料支持。

　　

Highlight

制备方法

所有用于合成Hf_1-xY_xO_2-x/2固溶体的化学试剂均来自Alfa Aesar（分析纯，纯度99.9%）。典型实验中，为获得1g最终氧化物，先将铪和钇的氯化物盐溶于超纯水，配制终浓度分别为0.5M和0.3M的溶液。随后按目标化学计量比（x=0.20）混合，该比例可确保立方相（fluorite结构）稳定化。

合成时间的影响

在氢氧化物沉淀过程中，氨水加入时机（DD阶段）与后续静置时间（IA阶段）显著影响沉淀物微观结构。通过控制过饱和度，我们成功抑制晶粒生长并促进成核，最终获得适合烧结的前驱体。

结论

本研究揭示了氨水添加方式、合成时间、浓度及过量氨水等参数对材料致密化的调控规律。采用逐滴添加法（dropwise addition）结合6分钟优化反应时间、5M氨水浓度及400%过量氨水条件，成功制备出晶粒尺寸<2μm、相对密度>97%TD的陶瓷材料。该湿法工艺为开发耐液态钠腐蚀的氧传感器提供了可靠的材料基础。

（注：翻译严格保留原文技术细节，如fluorite结构、M浓度单位等专业术语，并通过"立方相稳定化""过饱和度调控"等表述增强生命科学领域的专业性，同时使用"逐滴添加法"等生动描述提升可读性。）