说到“纯”这个字，大家都非常喜欢，不掺加任何杂质的，纯牛奶、纯金、纯银、纯蜂蜜等等，但是对于Sn02来说，纯并不等于好，纯Sn02本身是属于n型导电半导体结构，电阻受温度影响较小，这样就限制了其应用范围，比如说不宜作导电陶瓷。但是有没有一种方法可以改善这个问题呢，答案是肯定的，研究表明，掺杂其他氧化物后可以显著提高其烧结性能和导电性能。本文主要讲的是La203对Sn02陶瓷的电学性能和力学性能的影响。
通过对La203掺杂Sn02陶瓷的烧结机理的探讨，期望进一步提高Sn02陶瓷的性能。
以分析纯的La（NO3）3和SnCl4.5H2O为原料，采用共沉淀法合成很细粉体。按照1：99的La203与Sn02 的比例称量原料，将La（NO3）3与 SnCl4.5H2O 分别溶于稀HCl，向烧杯中的溶液缓慢滴加体积比为1：1的氨水，进行共沉淀反应，将沉淀抽滤，得到粉体前驱体。再将前驱体在烘箱中100℃烘干lOh， 得到白色颗粒，将其研磨磨细后，在500 - 700℃下煅烧2h，即得到La203掺杂纳米Sn0、粉体。在150MPa压力下压制成型，在1380℃ 下烧结得到Sn02陶瓷。
样品结构用X射线衍射c(RD)方法确定；利用扫描电子撼微镜(SEM)和场发射高分辨率显微镜(FE SEM ED S)米研究样品微观结构及组成。
缺陷的产生
Sn02属于半导体，自身粉体很难烧结。掺杂La203后，由于掺杂剂本身的特性，在烧结过程中进入到二氧化锡晶格中，掺杂元素产生了大量的空位、自电屯子以及离子，这些离子会转移到其他晶格形成更多的缺陷，这个缺陷的转移行为构成了烧结过程的传质，较终实现致密烧结。
晶界的作用
可以看出，在陶瓷的烧结过程中，不同主晶粒之间存在大量的晶界。主晶相中产生了大量的缺陷，缺陷主要由外来杂质的引入形成的。这些缺陷为烧结提供了动力，随着缺陷的迁移，晶体逐渐合并和长大，引发缺陷的La2+等离子也逐渐向品界移动，并较终在晶界富集。
瞬间液相的产生
可以看出固相烧结是二氧化锡陶瓷的主要烧结动力，但是我们还发现了很多液相烧结的影子。可以看出，在大部分的主晶相表面都有一个或数 个波浪纹存在，说明在烧结过程中曾经有微量液相存在的痕迹。由于所有原料的熔点都高于烧结温度，因此推测在烧结中有中间过度相，该过度相为液相，通过液相实现缺陷的转移和弥合，加速烧结。
第二相的产生
La203掺杂析出的第二相，与 EDS联用可知该第二相含有La2Sn2O7， 从SEM中可以看出第二相扎根于主晶相，而不是粘附在主晶相上，因此第二相不是外界物质沉积而成，而是由于两种晶格参数不一致慢慢从晶相内部析出的。通过图3的高清扫描隧道显微镜可以看出，该第二相在主晶相的各个方位开始析出，这种析出第二相与主晶相的固溶度以及晶格相似度有关。
第二相的晶粒大小约为300nm左右，从主晶相内部开始凸起，并逐渐与主晶相分离，形成单独第二相。
首先La203分散到Sn02晶格中，由于La3+与Sn4+的离子半径、化合价、电负性等不同，高温下晶相处于不稳定状态，导致金红石结构的不稳定性，使得周围配位的O2-容易离开本位形成间隙VO2+，产生了陶瓷晶相偏析的动力。在这个过程中，随着时间的延长，不同的 La离子开始富集、偏析，较终形成第二相。富集偏析的程度不同导致第二相的成分区别。
首先，在烧结初期，由于La203掺杂量较少，同时 Sn02自身烧结性能差，因此烧结速度较慢，在掺杂氧化物所在的局部地方，其相对浓度较高，会开始出现固溶体并开始发生晶格重排生长等烧结现象，这时的烧结主要是固相烧结，这阶段的特点是烧结速度慢，以形成初始烧结晶粒为主。
随着烧结的进一步发生，晶格会逐渐长大，由于离子半径、电负性及化合价等不匹配，在长大的晶格体内会形成大量的氧守位、自由电子及位错等缺陷，随着 固相烧结的深入，缺陷会逐渐有晶格内部向边界扩散，进入二氧化锡晶格的掺杂离子会逐渐向晶界上富集，此时在局部晶界处，其掺杂剂的浓度会更高，因此可能在 局部瞬间出现微量的液相促进烧结。
微量液相的出现促进了分相，根据Sn02与La2O3实际情况做出的二元相图，如图所示，Sn02自身的熔点较低，只有1630℃，通过二元相图l可以看出，La2O3的掺杂首先可能形成中间产物La2Sn207，而且可以显著降低出现液相的温度。由于本研究没有涉及>5%含量的La2O3的实验，因此这部分相图用虚线表示为推测结果。
当La2Sn207含量增加时，在烧结过程会产生更多的液相促进烧结，,而温度降低后，会析出La2Sn207与 Sn02的固溶体，其中固溶体中没有La2O3。
在图的右侧阴影处为共晶区，该部分组成中，掺杂的La3+离子令部进入二氧化锡晶格，形成a晶相区，该晶相结果与 Sn02一致，但是晶格中的部分Sn被稀土离子取代形成有限固溶体，而不会形成第二相。由于自身离子的特性，其与Sn02形成固溶体的能力不同，一般掺杂量很过lw t%的稀上氧化物都会形成第二相，因此共晶区应该小于这个值。
随着烧结的进行，产生的液相会出现析晶，在相图上表现为沿着右侧的纵坐标产生Sn02晶体，同时液相中的La2Sn207会越来越高，这时候如果降温，第二相中的 La2Sn207含量也高，从图上我们看出，在高出液相线的温度下烧结，很难烧结出完全的第二相La2Sn207出现的分相应该都是La2Sn207与 Sn02的固溶体，只是由于烧结时间及程度不同，第二相中的La2Sn207含量不同而己。并且由于La2Sn207与Sn02晶格结构及大小的不同，因此两种晶格的固溶度较低，在烧结过程中会逐渐产生分离形成分相，靠近的主晶相一侧以 Sn02为主，外侧开始析出富含La2Sn207的第二相，当烧结继续进行时，会在第二相中继续发生分相，即形成多级分相。
稀上氧化物掺杂能改善二氧化锡陶瓷电很的烧结性能。掺杂La2O3二氧化锡陶瓷的烧结前期属于固体烧结，在烧结过程中会产生瞬间液相，并析出第二相La2Sn207， 二相从主晶相中分相析出是一个缓慢和逐级发生的过程， 第二相中的成分随着烧结的进行会发生多次分相。[Sn02掺杂La203改善自身的陶瓷电学性能和力学性能的探讨]