Ионный перенос в кристаллах сложных висмутсодержащих оксидов

• Автор: Васильева, Мария Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 105 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Природа ионной проводимости в твердых телах. Твердые оксидные электролиты ТОЭ

1.2 Твердые электролиты на основе оксида висмута

1.3 Влияние дефектов на свойства веществ и протекание ионных

процессов в оксидных системах

Глава 2. Методическая часть

2.1 Исследование ионного переноса в оксидных висмутсодержащих фазах

2.1.2 Термомассометрический метод исследования химической диффузии

2.2 Методы исследования фазовых взаимодействий

2.3 Методика исследования физических свойств
2.4 Методика синтеза исходных соединений
2.5 Получение образцов для исследования электрических свойств
Глава 3. Исследование разупорядочения и электропроводности в двойном оксиде висмутакадмия
3.1 Расчет дефектных состояний в ВС
3.2 Зависимость электропроводности ВьСсЮ4 от температуры, концентрации легирующей примеси и парциального давления кислорода
Глава 4. Взаимодействие собственных н примесных дефектов с образованием ассоциатовкластеров
4.1 Влияние кластерообразования на ионный перенос в двойном оксиде висмутакадмия
4.2 Электропроводность фаз ВСио 15 и ВЫ0 6
Глава 5. Исследование влияния разупорядочения на ионный перенос в процессе спекания
5.1 Исследование влияния дефектов нестехиометрии на
спекаемость сложных оксидов
5.1.1 Нестехиометрия и спекаемость двойных оксидов висмута
германия ВвеСЬх и ВСе2.х
5.1.2 Нестехиометрия и спекаемость 6В
5.2 Спекание нестехиометрических оксидных систем в
присутствии жидкой фазы
5.3 Взаимосвязь отклонения от стехиометрии и ионопроводящих
свойств висмутсодержащих ТОЭ
5.3.1 Иононроводящие свойства 5 В
5.3.2 Ионопроводящие свойства ВСи550 9О5
Заключение
Список использованных источников


Однако не удалось преодолеть основной недостаток восстановление оксида висмута до металла при низком Р, либо в бескислородной среде. Одними из лучших по электропроводности являются фазы, получившие условное название В1МЕУОХ. У.ХМех. Эти вещества устойчивы в
восстановительной атмосфере, однако, в некоторых случаях частично проявляют электронную проводимость. Основная же проблема состоит в наличии серии структурных переходов, которые понижают конструкционные возможности материала . В системах типа ВОз МеО Ме Са, 8г, Ва, РЬ также кристаллизуются фазы с ионной проводимостью. Например, В. СаО 5. К суперионную проводимость порядка 1 Смсм, для соединения ВРЬ7 имеется сообщение о таком же показателе при 0 К. Метастабильность и наличие полиморфных превращений являются серьезными проблемами этого направления. В последнее время к числу перспективных ионных проводников стали относить галогеноксидные, например, оксифторидныс висмутсодержащие системы . Обладая структурой, родственной фазам Ауривилиуса, эти
соединения наследуют ионопроводящие свойства и устойчивость в восстановительной среде. Предварительные результаты показывают, что ряд галогеноксидов не подвергается фазовым превращениям ,. Таким образом, имеются хорошие предпосылки для существования веществ с эксплутационными характеристиками, удовлетворяющими требованиям к твердым электролитам. Важнейшей особенностью висмутсодержащих ТОЭ является их работоспособность в области относительно низких температур 00 К, в которой использование других ионных проводников, например, стабилизированного диоксида циркония, не эффективно. ТОЭ с проводимостью по кислороду. Экспериментально доказано образование ассоциатов, как следствие взаимодействия примесных и собственных дефектов, оказывающее значительное влияние на ионопроводящие свойства исследуемых систем. Впервые на примере оксидных висмутсодержащих фаз продемонстрирована взаимосвязь нестехиометрии и спскаемости в присутствии жидкой фазы, позволяющая регулировать микроструктуру и свойства ТОЭ в керамическом виде. Результаты изучения связи дефектной структуры и процессов переноса в фазах с высокой ионной проводимостью на примере висмутсодержащих электролитов имеют большое значение для реализации возможности синтеза перспективных высокопроводящих материалов, требующихся современной электрохимической энергетике на основе топливных элементов. С использованием установленных особенностей дефектообразования и ионных процессов в двойном оксиде висмутакадмия разработаны способы регулирования ионного переноса в системах на основе полуторного оксида висмута, синтезирован низкотемпературный ТОЭ ВСб1лС4 с проводимостью по кислороду порядка 3,0x3 Смсм при температуре 0 К. Закономерности изменения дефектности оксидных висмутсодержащих кристаллов и параметров ионного переноса в зависимости от парциального давления кислорода в газовой фазе и легирования. Результаты исследования взаимодействия элементарных дефектных состояний с образованием ассоциатов. Физикохимическое обоснование приемов регулирования электрических свойств ВСс4 на основе выявленных закономерностей влияния внешних условий и легирования на равновесие дефектов и ионный перенос с их участием. Взаимосвязь нестехиометрии, спекаемости и иоиопроводящих свойств висмутсодержащих материалов. Научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых Физикохимия и технология неорганических материалов Институт химии и химической технологии СО РАН. Всероссийская научнотехническая конференция Перспективные материалы, технологии, конструкции экономика Красноярская государственная академия цветных металлов и золота. СО РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт химии твердого тела УрО РАН. II Всероссийская научная конференция Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий. XIII конференция по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов Научный совет РАН по электрохимии, Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, Российский фонд фундаментальных исследований. Екатеринбург, .