Явления переноса и структурные особенности в суперионных сплавах Cu2-xLixS(0.05≤x≤0.25)

• Автор: Гафуров, Ильдар Газнавиевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 125 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
I. ОБЪЕКТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И МЕТОДИКА
ЭКСПЕРИМЕНТА
1.1. Описание экспериментальной установки
1.2. Методика приготовления образцов
1.3. Методика определения ионной проводимости
1.4. Измерение коэффициента сопряженной химической диффузии (КХСД)
1.5. Определение коэффициента ионной термо-э.д.с
1.6. Метод кулонометрического титрования
1.7. Методика прецизионного определения параметров элементарной ячейки
II. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СПЛАВОВ Cu2_xLixS ( х=0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 )
2.1. Литературные данные по структуре Сщ
2.2. Фазовое равновесие в системе Li
2.3. Структурные свойства сульфида меди, допированного железом
2.4. Методика расчета относительных интегральных интенсивностей рентгеновских дифракционных линий
2.5. Экспериментальные результаты и их обсуждение
2.5.1. Результаты рентгеноструктурных исследований и их обсуждение
2.5.2. Анализ экспериментальных интегральных интенсивностей сплавов Cu2_xLixS (0,05х0,25)
2.5.2.1. Определение характеристической температуры Дебая Выводы к главе II
III. ИССЛЕДОВАНИЕ ИОННОГО ПЕРЕНОСА В СПЛАВАХ Си2_хЫхЗ (0,0500,25) В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ И НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
3.1. Факторы, влияющие на транспортные свойства твердых электролитов. Модели ионного переноса
3.2. Краткий литературный обзор по ионной проводимости
Си2.-х3
3.3. Диффузионные свойства бинарных сульфидов меди и лития
3.4. Литературный обзор по определению теплоты переноса
ИОНОВ
3.5. Экспериментальные результаты исследований сплава
Си2-хх и их обсуждение
Выводы к главе III
IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПЕРЕНОСА В СПЛАВАХ Си2__хЫхЗ (0,05ж0,25) В ИЗОТЕРМИЧЕСКИХ И НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
4.1. Литературные данные по электрофизическим свойствам
Си2~х5
4.2. Электрофизические свойства халькогенидов меди,
легированных железом и другими элементами
4.3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
Выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение
Суперионные проводники являются уникальными соединениями. Их особенность заключается в аномально высоких значениях ионной проводимости (>1 (Ом см )-1 ,что несвойственно для твердых тел, обладающих кристаллической решеткой. Одним из соединений данного класса веществ является сульфид меди СгБ, который имеет смешанный катион-электронный-тип проводимости. Доступность и простота синтеза, высокие значения электрофизических параметров [1-4] делают это соединение удобным для изучения механизма суперионной проводимости. Большие перспективы в практическом применении также стимулируют изучение этих соединений. В настоящее время халькогениды меди используются в качестве р-ветвей гетеропереходов для солнечных элементов, КПД солнечных элементов с гетеропереходом Си2_бВ-СПЗ достигает 8% [5,6]. Сульфид меди Си может быть использован в качестве активного катода в литиевых перезаряжаемых источниках тока, работающих в паре с солнечными элементами.Применение в качестве анодного материала лития позволяет резко повысить э.д.с. и энергоемкость элемента. Существенная зависимость свойств от степени нестехиометричности, наличие структурных фазовых переходов, сопровождающихся скачкообразным изменением свойств Си2_§Х, позволяют применять эти материалы для различного рода датчиков, переключателей, элементов ’’памяти” [7].
На сегодняшний день большое внимание исследователей привлекает поиск новых перспективных соединений, обладающих высокой ионной проводимостью.Одним из таких направлений является исследование халькогенидов, легированных другими элементами.В частности, на кафедре общей физики БГУ [10,11] исследовалось влияние замещения меди серебром на ионный транспорт в халькоге-

татов и химического анализа, где исследованы пять тепловых эффектов.
Эксперименты, сделанные в смеси фаз Ы2Б + И, показывают, что присутствие Ыне воздействует на температуру плавления лития ( 180,5 °С ), и что в этой области до 860 °С нет других тепловых эффектов.
+ 1 о
Точка плавления Ы2Б обнаружена при температуре 1372 °С.
В статье Иаш а Бйагта [57] это значение составляет 1365 ± 10 °С, что находится в хорошем согласии с [56]. Разница значений температуры плавления В12Б в работе [54] ( 900 - 975 °С ) объясняется тем , что эксперимент Пирсона и Робинсона был испорчен реакцией элементов с их стеклянными и фарфоровыми сосудами, с проблемой которого столкнулись многие исследователи.
На богатой серой стороне диаграммы системы 1л - Б тепловые эффекты были обнаружены при температурах 104 + 3,7°С, 115,5±1,0°С; и 364,8+4 °С. Эффекты, полученные при 104 и 115,5 °С ассоциируются с переходом от а (орторомбической ) серы к 0 (монотектичес-кой) сере и плавлением серы соответственно. В работе [58 ]
температура этого перехода является 95,5 °С. Но в статье [59 ]
температура появления 0-формы в тонких пленках а-серы хорошо согласуется с' результатами Куннингхама [56]. Чистая сера была исследована в точке плавления, которая составляет 118,0 °С и 118,9 °С соответственно для работ [56 ] и [58 ].В присутствии
лития этот переход был обнаружен при 115,5 °С, и, как авторы
предполагают, является температурой эвтектической реакции [Ь2—» 1л2Б(3) + Ц] . В статье [57 ] монотектическая температура составляет 362+3 °С, что хорошо согласуется и с значением 365 °С в работе [56 ].