Высокотемпературный протонный транспорт в сложных кислород-дефицитных оксифторидах с перовскитоподобной структурой

• Автор: Тарасова, Наталия Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 153 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список условных обозначений
ВВЕДЕНИЕ
Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Структура и физико-химические свойства Ва21п
1.2. Свойства твердых растворов на основе Ва21п205, формирующихся при допировании катионных подрешеток
1.2.1. Изовалентное замещение в А- и В-подрешетках
1.2.2. Гетеровалентное замещение в А-подрешетке
1.2.3. Гетеровалентное замещение в В-подрешетке
1.3. Г етеровалентное замещение в анионной подрешетке в перовскитоподобных соединениях
1.4. Постановка задачи исследования
Глава II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Синтез образцов
2.2. Методика рентгеновских исследований
2.3. Энергодисперсионный рентгеновский микроанализ
2.4. Методы ИК-, КР-спектроскопии
2.5. Синхронный термический анализ, масс-спектрометрия
2.6. Подготовка образцов для электрических измерений
2.7. Измерение электропроводности
2.7.1. Метод электрохимического импеданса
2.7.2. Задание влажности атмосферы
2.7.3. Измерение электропроводности в зависимости от парциального давления кислорода
2.8. Измерение чисел переноса методом ЭДС
2.9. Поляризационный метод
Глава III. СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОКСИФТОРИДОВ НА ОСНОВЕ Ва21п205 и Ва41п22г20|
3.1 .Рентгеновские исследования
3.2. Особенности локальной структуры
3.2.1. Инфракрасная спектроскопия
3.2.3. Спектроскопия комбинационного рассеяния света
Глава IV. ПРОЦЕССЫ ГИДРАТАЦИИ И СОСТОЯНИЕ КИСЛОРОДНО-ВОДОРОДНЫХ ГРУПП В ГИДРАТИРОВАННЫХ ОКСИФТОРИДАХ НА ОСНОВЕ Ва21п205 И Ва41п2гг20ц

4.1 .'I ермогравиметрические и масс-спектрометрические исследования
4 2 Формы кислородно-водородных групп
Глава V. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИФТОРИДОВ НА ОСНОВЕ Ва21п205 И ВаДг^ГгОп
5 1 Твердые растворы Ва2.о 51п2Ох.хРх (0<х<0-30)
5.2 Твердые растворы Ва21п205-о5ДЭ (0<у<0.24)
5.3. Твердые растворы Ва2+о 5?1п205рг (0<г<0.3)
5.4. Фтор-замещенные фазы на основе ВаДп^ггОп
5.5. Анализ подвижностей кислорода и протонов в оксифторидах Ва2_о 51п205-хЕ,х и
Ва21 п205.о 5уТу
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Список условных обозначений
г - радиус
рНЬО, р02 - парциальное давление паров воды, кислорода в газовой фазе
п - число молей воды в расчете на формульную единицу состава
вещества
1 фактор толерантности
пт - масса
р - плотность образца
т - время
у£ - структурная вакансия кислорода
с общ, Сион - общая, ионная электропроводность
о0г. Ср., оь ,ое ,он, - электропроводность ионов кислорода, фторид-ионов, дырок.
электронов, протонов ц подвижность
/()!.*,/ - число переноса ионов кислорода, протонов, фторид-ионов
Еа - энергия активации
Е - электродвижущая сила (ЭДС)
Я. и. С, I - сопротивление, напряжение, емкость, ток
ТГ - термогравиметрия
ДСК - дифференциальная сканирующая калориметрия
V - волновое число
к.ч. - координационное число

колоссальным магнитным сопротивлением, а также каталитическими и фотокаталитическими свойствами.
Обширную группу оксифторидных соединений, свойства которых активно изучаются специалистами по физико-химии твердого тела, представляют собой перовскиты и родственные им семейства перовскитоподобных кристаллов. В 1994 году было открыто явление сверхпроводимости в оксифториде 8г2Си02Р2+8, полученном путем частичного замещения кислорода фтором в перовскитоподобном соединении 8г2СиОз. С этого времени началось активное изучение методов введения фтора и получения оксифторидов различного состава. Так, в середине 90-х гг. появились работы, в которых сообщалось о получении новых оксифторидов со сверхпроводящими свойствами. Авторами [48-50] было изучено допирование подрешетки бария в 8г2Си02Р2+8 ионами кальция Са2+ и стронция БгТ
Матрица 8г2Си03 принадлежит к структурному типу Ьа2Си04 и содержит каналы структурных вакансий кислорода, разделяющие слои октаэдров Си-0 на линейные цепи Си04 (рисунок 1.41а). При внедрении фтора происходит перестановка О/Т в кислородной подрешетке, в результате чего образуется фаза 8г2Си02Р2+8, содержащая слои Си02 (рисунок 1.416). Она характеризуется орторомбической симметрией с параметрами решетки а=5.385 А, 6=5.501 А,
с=13.441 А.

Рисунок 1.41 - Структура 8гСи203 (а) и 8г2Си02р2+8 (б) [48]