Дефектная структура и физико-химические свойства перовскитов на основе LaScO3

Дефектная структура и физико-химические свойства перовскитов на основе LaScO3

Автор: Строева, Анна Юрьевна

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2011

Место защиты: Екатеринбург

Количество страниц: 163 с. ил.

Артикул: 4930059

Автор: Строева, Анна Юрьевна

Стоимость: 250 руб.

Дефектная структура и физико-химические свойства перовскитов на основе LaScO3  Дефектная структура и физико-химические свойства перовскитов на основе LaScO3 

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Дефектная структура ионных кристаллов
1.1.1. Собственная разупорядоченность кристаллов
1.1.2. Кристаллы со структурной разупорядоченностью 1В
1.1.3. Примесная разупорядоченность кристаллов
1.1.4. Нестехиометрия и ассоциация дефектов в ионных кристаллах
1.2. Модели ионного транспорта 6 твердых электролитах
1.3. Протонпроводящие оксиды
1.3.1. Реакции оксидов с газовой атмосферой
1.3.2. Состояние протона в оксидах
1.3.3. Растворимость Н2О и Н2 в оксидах со структурой перовскита
1.3.4. Механизм переноса протонов
1.3.5. Соионный протоннокислородный перенос
1.4. Высокотемпературные твердые электролиты i
основе
1.4.1. Фазовая диаграмма системы Ьа2Оз8с2Оз
1.4.2. Кристаллическая и дефектная структура оксидов на
основе
1.4.3. Электропроводность и перенос заряда в допированном .,
1.4.4. Влияние температуры на электропроводность и ионный
транспорт в материалах на основе ЬаЭсОз
1.4.5. Влияние парциального давления кислорода на электропроводность и ионный транспорт в материалах на основе Ьа8сОз
1.4.6. Влияние влажности на электропроводность и ионный транспорт в материалах на основе ЬаЗсОз
1.4.7. Влияние концентрации допирующей добавки на электропроводность и ионный транспорт в материалах на основе ЬаЗсОз
1.4.8. Влияние катионной нестехиометрии на электропроводность и ионный транспорт в материалах на основе ЬаБсОз
1.4.9. Влияние природы Вкатиона на электропроводность и ионный транспорт в материалах на основе ЬаВОз
1.5. Перспективы практического применения высокотемпературных протоников на основе Ьа8с
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ
2.1. Методы изготовления образцов на основе ЬаБсОз
2.1.1. Керамический метод метод смешения
2.1.2. Химический метод метод соосаждения гидроксидов
2.2. Рентгенофазовый анализ
2.3. Электронная микроскопия
2.4. Определение плотности образцов
2.4.1. Определение рентгеновской плотности
2.4.2. Определение геометрической плотности
2.4.3. Определение открытой сквозной пористости методом намокания
2.5. Измерение микротвердости керамики метод Виккерса
2.6. Дилатометрический метод
2.7. Методы измерения электропроводности
2.1 Л. Осциллографический двухзондовый метод
2.7.2. Четырехзондовый метод
2.7.3. Метод импедансной спектроскопии
2.8. Методика проведения измерений электропроводности
2.8.1. Температурные зависимости электропроводности
2.8.2. Зависимость электропроводности от р
2.8.3. Зависимость электропроводности от рН
2.8.4. Расчет энергии активации электропроводности
2.9. Измерение чисел переноса ионов и протонов методом
2 Методика измерения водородсодерэюания
2 Метод эллипсомстрии
3. МАТЕРИАЛЫ ЬаГуБсМеуО,
3.1. Результаты синтеза и РФ А керамики 1а1.х6УгДс.уМу.а
3.2. Термическое линейное расширение ЬаI.vxI
3.3. Оптические свойства Ьа1хгДс.ОЗ.а
3.4. Температурные зависимости электропроводности .xx.з. в окислительной атмосфере
3.5. Объемная и граничнозеренная проводимости
Ьа. Дгс 1Му.а в окислительной атмосфере
3.6. Изотермы общей, объемной и грапичнозеренной электропроводности Ьа1.хгДс1уМу.а в окислительной атмосфере
3.7. Зависимость электропроводности .x
от влажности воздуха
3.8. Об аномальном поведении электропроводности
.v.3.i при изменении влажности воздуха
3.9. Влияние влажности воздуха на числа переноса и парциальные проводимости Ьа 1г5с.уМу.а
3 Зависимость электропроводности Ьа1.гЛс1.уМуОз.а
от парциального давления кислорода
3 Числа переноса и парциальные проводимости Ьа1уГус1.уМуОз.а в восстановительной атмосфере
Выводы
4. МАТЕРИАЛЫ ЬаиГуБсО
4.1. Результаты синтеза, РФ Л керамики Ьа1.хЗгхЗсОза
4.2. Термическое линейное расширение Ьа1хЗгхЗсОза Ю
4.3. Температурные зависимости электропроводности 1.а,Лгх0
4.4. Объемная и граничнозеренная проводимости
Ьа1.хгс.а а в окислительной аптосфере 1
4.5. Влияние влажности воздуха на электропроводность Ьа.гсОз
4.6. Изотермы проводимости в системе ЬагсОз
4.7. Зависимости чисел переноса и парциальных проводимостей Ьа 1.х5гх8сОз.а от температуры 1
4.8. Зависимость электропроводности Ьа1.хгхЗс.а от парциального давления кислорода, дырочная проводимость 1
4.9. Числа переноса и ионная проводимость Ьа1.гс.а в восстановительной атмосфере
Выводы
5. МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ Ьа8сСК С ДЕФИНИТНОЙ ПОДРЕШЕТКОЙ СКАНДИЯ
5.7. Недопированный ЬаЗсОз с дефицитной подреметкой скандия
5.1.1. Результаты синтеза керамики Ьах8с1.хОз.а
5.1.2. Термическое линейное расширение Ьах8с1.х.а
5.1.3. Температурные зависимости электропроводности ЬаЯсхОз
5.1.4. Влияние влажности воздуха на электропроводность ЬаЬс.хОз.а
5.1.5. Влияние влажности воздуха на парциальные проводимости Ьа8с1.хОз.а
5.1.6. Числа переноса ионов и протонов Ьа8с.хОз.а а восстановительной атмосфере
5.2. Акцепторно допированпый ЬаБсОз с дефицитной подрешеткой скандия
5.2.1. РФА керамики Ьао.дЗго.СоОза
5.2.2. Водородсодержание в образцах на основе Ьа8с с разной дефектной структурой
5.2.3. Температурные зависимости электропроводности Ьаого.соОз. в различных атмосферах
5.2.4. Объемная и граничнозеренная проводимости Ьаого. 1
5.2.5. Числа переноса ионов, протонов и парциальные проводимости Ьа0,го. 1
5.5. Сравнение электрофизических свойств оксидов 7.М, 5, и 7К
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ЛИТЕРАТУ РА
Список условных обозначений
ш
V
ион
0 Н с
о, Йь
Ць Ио Ин
Е
и
I
ТКЛР
ЬБ
ЧПИ,ЧПП
р.з.э.
парциальное давление паров воды, кислорода в газовой фазе
масса
плотность образца
структурная вакансия кислорода
общая электропроводность
ионная электропроводность
электропроводность 1го сорта частиц, ионов кислорода, протонов, дырок, электронов,
число переноса ьго сорта частиц ионов кислорода, протонов, дырок
подвижность ьго сорта частиц, ионов кислорода, протонов
энергия активации
электродвижущая сила ЭДС
сопротивление
напряжение
емкость
рентгенофазовый анализ
температурный коэффициент линейного расширения
оксиды Ьа.х8гх8с1у1уОз.а
оксиды ЬагсОз.
оксиды Ьа8с.уОз.а
оксиды Еао,9Го,8со.3.
число переноса ионов, протонов
щелочноземельный элемент
редкоземельный элемент
твердооксидный топливный элемент
ВВЕДЕНИЕ
Электролит сердце любого топливного элемента
К.Э. Кгеиег
В течение последних десятилетий одним из приоритетных направлений современной физической химии является изучение механизмов ионного транспорта в твердых оксидах. Большое внимание уделяется тому, что некоторые простые и сложные оксиды в, так называемой, протонированной атмосфере содержащей Н или Н2 проявляют проводимость, частично или полностью обусловленную переносом протонов 1. Последние материалы относят к классу высокотемпературных протоников.
Среди высокотемпературных протонных твердых электролитов наг основе оксидов наибольшей проводимостью по. водороду обладают материалы со структурой перовскита, при этом подавляющее число исследований посвящено изучению простых перовскитов типа А2тВ4, где Л щ.з.э,. В Се, Ъх, Тг, Ж Г7,. Срединих наиболее известными протонными проводниками являются материалы на основе БгСеОз, ВаСеОз и Ва2г
К структурному типу перовскита относятся и эквимолярные соединения редкоземельных оксидов А3В3. Наибольший интерес вызывают материалы на основе Та8с, которые,, по мнению Т. НогЬу , привлекательны, тем, что обладают достаточно высокой проводимостью при допировании щелочноземельными элементами но при этом, в отличие от других известных протонных проводников, демонстрируют еще и высокую химическую стойкость. Тем не менее, электролиты па основе Ьа8с слабо исследованы и одна из причин этого наличие дорогого скандия, что может создать проблемы при их практическом применении. Однако следует подчеркнуть, что все будущие конструкции электрохимических устройств с твердыми электролитами рассматриваются и разрабатываются, с учетом
тонкопленочных технологий. В этой ситуации стоимость материалов, входящих в состав тонких пленок, перестает быть фактором, определяющим стоимость этих устройств.
Актуальность


Объемная проводимость материалов возрастает в ряду ЬБ ЬЛЗБМ ЬЗБУ ЬББ, т. Установлен экспериментальный факт, важный для теории протонного переноса в оксидах, растворение водяного пара приводит не только к росту протонной, но и кислородной проводимости. Определены составы, характеризующиеся высокой объемной протонной проводимостью, сравнимой с проводимостью известных протонных твердых электролитов. Результаты исследований фазового состава, термического расширения, дефектной структуры, электропроводности и природы проводимости материалов на основе с акцепторным допированием по обеим подрешеткам , с акцепторным допированием по одной подрешетке , с катионной нестехиометрией , с катионной нестехиометрией и одновременным акцепторным1 допированием V, а также базового соединения в зависимости от температуры, р и влажности газовой фазы результаты измерений оптических свойств керамики . Результаты работы доложены и обсуждены на VII Совещании Фундаментальные проблемы ионики твердого тела, Черноголовка г 7 XIII Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов, г. Международном симпозиуме Iii ii iii ii, . I, III Всероссийском семинаре с международным участием Топливные элементы и энергоустановки на их основе г. Екатсринбург, ом Международном симпозиуме Порядок, беспорядок и свойства оксидов , г. РостовнаДону п. Лоо Пятой Российской конференции Физические проблемы водородной энергетики, г. СанктПетербург,
i
г. XVой Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов, г. Нальчик. Строева АЛО. Балакирева В. Б., Дунюшкина I, Горелов. В.П. Электропроводность и природа ионного переноса в системе i. Электрохимия, . Т 5. Строева А. Ю., Горелов В. П., Балакирева В. Б. Проводимость ixxi. ОКО, в восстановительной атмосфере Электрохимия, . Т 7. V V, Т. Е., iivi V. I., v V, v , i xi . Iii ii iii ii, i , xi, i, i. I. . Горелов В. П., Балакирева В. Б., Строева. Дунюшкина Л. А. Природа электропроводности в системе ixx4I 0х,у0. Топливные элементы и энергоустановки на их основе Тезисы докладов III Всероссийского семинара с международным участием, января 3 февраля г. Россия, Екатеринбург. Екатеринбург Издво Уральского унта, . С.1. Балакирева В. Б., Строева А. Ю. Дунюшкина Л. А. Горелов В. П. Протонная и кислородная проводимости перовскитов ixx 0х,у0. VIII Междунар. Совещание Фундаментальные проблемы ионики твердого тела. Московская обл. Черноголовка июня г. Труды совещания. Изво ООО Печатный салон Граница, г. Москва. С.3. Строева А. Ю., Горелов В. П., Кузьмин Влияние дефектности подрешетки скандия на ионный и дырочный перенос в протонпроводящих оксидах 0 i. Сборник трудов го международного симпозиума Порядок, беспорядок и свойства оксидов , г. РостовнаДону п. Лоо. Том II. С. . Строева А. Ю., Балакирева В. Б., Дунюшкина I, Горелов В. П. Электропроводность и природа ионного переноса в системе ixx. Сборник трудов го международного симпозиума Порядок, беспорядок и свойства оксидов , г. РостовнаДону п. Лоо. Том II. С. . Строева А. Ю., Горелов В. П., Балакирева В. Б., Кузьмин Проводимость i. Тезисы докладов пятой Российской конференции Физические проблемы водородной энергетики, г. СанктПетербург. С. . Кочедыков В. А., Строева А. Ю., Горелов В. П. Оптические свойства твердых электролитов на основе , допированных щелочноземельными металлами и Тезисы докладов XV Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов с международным участием г. Нальчик, сентября г. Строева А. Ю., Горелов В. П. Ионный перенос в нестехиометрическом i. I Тезисы докладов XV Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов с международным участием г. Нальчик, сентября г. С. . Строева А. Ю., Горелов В. П., Бронии Д. И., Антонова Е. П., Кузьмин Соионный перенос в i. Тезисы докладов XV Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов с международным участием г. Нальчик, сентября г. С. .

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.228, запросов: 121