Твердые электролиты на основе моноалюмината и моноферрита калия

• Автор: Нечаев, Григорий Викторович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 143 с. : ил.

Оглавление.
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Физикохимические свойства твердых электролитов

1.1.1. Основные классы твердых электролитов и перенос в них электрического тока

1.1.2. Модели ионного транспорта в твердых электролитах

1.1.3. Основные факторы, влияющие на электропроводность твердых электролитов

1.2. Твердые электролиты с проводимостью по катионам калия

1.2.1. Твердые электролиты на основе простых соединений калия

1.2.2. Твердые электролиты со слоистой и туннельной структурой

1.2.3. Твердые электролиты с каркасной структурой

1.3. Заключение и постановка задачи
Глава 2. Методики эксперимента
2.1. Синтез электролитов и приготовление образцов
2.2. Измерения общей электропроводности
2.3. Измерения электронной составляющей проводимости
2.4. Измерения чисел переноса ионов
2.5. Рентгенофазовый анализ
2.6. Термический анализ
2.7. Химический анализ
2.8. Обработка и оформление результатов экспериментов
Глава 3. Твердые электролиты на основе моноалюмината калия
3.1. Твердые электролиты на основе моноалюмината калия в системах К12хМехАЮ2
3.1.1. Твердые электролиты в системе К1.2ХВахАЮ2
3.1.2. Твердые электролиты в системе КгхРЬхАЮг
3.2. Твердые электролиты на основе моноалюмината калия в системах К2.2хАхЭх
3.2.1. Твердые электролиты в системе К22хАхх
3.2.2. Твердые электролиты в системе К22хАхЭх Э 6, Та
Глава 4. Твердые электролиты на основе моноферрита и моногаллата калия
4.1. Твердые электролиты на основе моноферрита калия
4.1.1. Твердые электролиты системы К1.2хВахГе
4.1.2. Твердые электролиты системы К12хРЬхРе
4.1.3. Твердые электролиты системы К12хСбхРе
4.1.4. Твердые электролиты системы К22хРе2.ххС4
4.2. Твердые электролиты на основе моногаллата калия
Выводы по диссертации
Список использованной литературы


Такое представление, хотя и не является абсолютно строгим, тем не менее позволяет дать качественное объяснение основным физикохимическим свойствам таких электролитов. Квазижидкое состояние катионной подрешетки объясняет высокую электропроводность большинства структурно разупорядоченных фаз и ее слабую зависимость от температуры низкие энергии активации, независимость или очень слабую зависимость от температуры их теплоемкостей что характерно для жидкостей и ряд других свойств. Разупорядоченность таких электролитов присуща самой структуре соединения или твердого раствора. На основании этого Риккерт предложил назвать этот класс твердых ионных проводников твердыми электролитами со структурной разупорядоченностью. Первым обнаруженным соединением такого типа была схмодификация иодида серебра. В элементарной ячейке этого соединения на два иона серебра приходится доступные позиции с координационными числами 2,3 и 4, из которых позиций с тетраэдрической координацией являются, повидимому, энергетически более благоприятными. Таким образом, в этой структуре реализуется многократный избыток числа доступных мест по отношению к числу подвижных ионов. Результатом этих работ был синтез ряда твердых электролитов с высокой проводимостью вплоть до минусовых температур ,,. Наиболее высокопроводящими являются электролиты с общей формулой МАд5, где М ЯЬ К ЫН4. Например, проводимость электролита РЬАд5 составляет при комнатной температуре 0,2 Смсм. В элементарной ячейке этого соединения ионов серебра распределены в общей сложности по позициям с координационными числами 2,3 и 4. Позднее синтезирован ряд твердых электролитов на основе СиХ X С, Вг, I, проводящих по ионам Си . Среди них самый высокопроводящий на сегодня твердый электролит состава РЬСи4С, имеющий проводимость при комнатной температуре 0,5 Смсм. Разупорядоченной структурой характеризуются также стеклообразные твердые электролиты. Известно довольно много таких систем, имеющих высокую проводимость по различным ионам. Так как в любых аморфных телах присутствует лишь относительный ближний порядок, а разупорядоченность лежит в основе самого их строения, то само понятие разупорядоченности для таких материалов в определенной мере теряет смысл. Такие электролиты предложено выделять в отдельный класс аморфных твердых электролитов. В особый класс целесообразно выделить и композитные твердые электролиты, получающиеся путем прибавления к соединению, обладающему высокой ионной проводимостью, высокодисперсного порошка непроводящего второго компонента, чаще всего оксида алюминия. В этом случае разупорядочение имеет не объемный, а поверхностный характер поверхность зерен, и этим принципиально отличается от рассмотренных выше типов. I А , в которых введение оксида алюминия приводит к повышению проводимости иодида лития при комнатных температурах примерно на два порядка. Большое внимание в последнее время уделяется полимерным твердым электролитам. Такие электролиты в большинстве случаев представляют собой аморфные комплексы полимер соль или полимер кислота. Получают их, как правило, из полиэтиленоксида или других сходных по строению полимеров. Ион проводимости определяется природой второго компонента. Перенос тока осуществляется путем миграции иона вдоль полимерной цепи благодаря сегментальным движениям полимерной матрицы. Смсм при комнатной температуре. В комплексе ПЭО ЫН4Н4 анионы практически неподвижны и протон переносится катионами ЫН4 а 4 Смсм. В комплексе ПЭО ЫС4 ток переносится как ионами 1Г, так и СЮ4, на подвижность которых оказывает влияние неполная диссоциация соли и образование ионных кластеров типа иСЮ42 и Ы2СЮ4. Приведенная классификация не является абсолютно универсальной, так как границы между различными классами часто весьма условны. Однако она дает представление об основных типах твердых электролитов и помогает выявить основные факторы, определяющие физикохимические свойства твердых электролитов, различных по природе и составу. Твердый электролит может обладать как одним, так и несколькими типами носителей тока. Если в данном электролите электрический заряд переносится одним сортом ионов, то электролит называется униполярным. Лри 1.