Катионная подвижность в двойных и кислых фосфатах со структурой NASICON и в продуктах их гетеровалентного допирования

• Автор: Пинус, Илья Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Показано, что водородные формы исследуемых соединений являются перспективными твердыми электролитами с протонной проводимостью при температурах К. Благодаря своей низкому коэффициенту термического расширения, высокой термостабильности и гидролитической устойчивости, они могут рассматриваться в качестве перспективных материалов для топливных элементов, работающих при повышенных температурах и в условиях низкой влажности. Результаты исследования влияния гетеровалеитного замещения на катионную подвижность в двойных фосфатах литияциркония, литиятитана, серебратитана. Влияние методов синтеза на свойства Н2г2Рз. Изучение фазовых переходов и в кислом фосфате циркония со структурой ЫАБЮОМ. Сведения о кинетике, термодинамике ионного обмена К7Ыа и процессах дефектообразования в НЬхМРОз МУ, 6. Личный вклад автора заключался в выборе методов и объектов исследования с учетом их специфики, планировании эксперимента, приготовлении образцов, проведении рентгенофазового анализа, экспериментов по измерению проводимости методом импедансной спектроскопии, обработки экспериментальных данных, полученных методами термогравиметрии, ЯМР спектроскопии, написании статей, подготовке докладов, формулировке выводов и написании диссертации. Фундаментальные проблемы ионики твердого тела. По теме диссертации опубликовано 6 статей в рецензируемых журналах, входящих в перечень изданий ВАК РФ, докладов на Российских и международных конференциях. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы. Работа изложена на 6 страницах печатного текста, содержит 5 таблиц и рисунков. Спискок цитируемой литературы содержит 7 наименований. Автор благодарности к. Баранчикову А. Е. ИОНХ РАН, Москва за проведение экспериментов с использованием ультразвуковой обработки, к. Сахарову М. К. ИФТТ РАН, Черноголовка за съемку рентгенограмм образцов при низких температурах, к. Вересову А. Г. хим. МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва за проведение исследования образцов с помощью электронной микроскопии, к. Реброву А. И. ИНХС РАН, Москва за проведение ЯМР Р исследований, к. РАН, Екатеринбург за данные по ЯМР 1Н, л широких линий, д. Архангельскому И. В. хим. МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва за проведение калориметрических исследований, к. Стениной И. А. ИОНХ РАН за съемку термограмм и плодотворное обсуждение результатов, д. Тарасову В. П. ИОНХ РАН за исследования ЯМР ИЬ, л
1. Сложившиеся к началу XX столетия представления о твердых телах как о кристаллических решетках, составленных из регулярно повторяющихся структурных единиц, не позволяли объяснить явления переноса вещества и электрического заряда в этих материалах. Понятие о термических, точечных дефектах впервые было изложено в г. Я.И. Френкелем при рассмотрении механизма электропроводности ионных кристаллов 7. При этом предполагалось, что з результате тепловых флуктуаций часть катионов покидает свои позиции, образуя равное количество вакансий и междоузельных катионов данного сорта. Такой тип дефектов получил впоследствии название дефекты по Френкелю. Галогениды серебра и , нитраты щелочных металлов являются примером систем с преобладанием дефектов по Френкелю 4. Фториды щелочноземельных элементов могут обладать антифренкелевскими дефектами. В них при тепловом равновесии существуют равные количества вакансий анионов фтора и междоузельных анионов фтора. В г. Шоттки показал, что в ионных кристаллах равное число катионов и анионов может уходить из нормальных позиций в решетке на поверхность кристалла, создавая катионные и анионные вакансии при выполнении условия электронейтральности кристалла в целом 8. Преобладающим типом дефектов по Шоттки обладают галогениды щелочных металлов. Последующий анализ большого числа ионных кристаллов с близким к стехиометрическому составом позволил сделать вывод о том, что наиболее распространенным типом разупорядоченности являются дефекты по Шоттки. Точечные дефекты термодинамически обратимы, поскольку их концентрация в твердом теле зависит от температуры и давления.