Статьи автора

ИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ НАНО- И МИКРОРАЗМЕРНОЙ КЕРАМИКИ ХОЛОДНОГО ПРЕССОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ТВЕРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТА (CePr)SrF СО СТРУКТУРОЙ ТИСОНИТА

от 21.11.2024

Продолжены исследования по разработке технологии синтеза нанокерамических электролитов на основе высокопроводящих нестехиометрических тисонитовых (пр. гр. 31) твердых растворов. Получены нано- и микроразмерные образцы керамики состава (CePr)SrF, исследованы их рентгенографические, структурно-морфологические и кондуктометрические характеристики. Исходный твердый электролит синтезировали методом спонтанной кристаллизации расплава во фторирующей атмосфере, затем измельчали в ступке и в шаровой мельнице для получения порошка разных фракций и прессовали холодным способом. Обнаружено, что наноразмерная керамика обладает более высокими электролитическими характеристиками в сравнении с микрокерамикой. Ионная проводимость нанокерамики (CePr)SrF составляет σ = 4.7 × 10 См/см при 500 K, энтальпия активации ионного переноса обусловлена миграцией вакансий фтора на межзеренных границах и составляет Δ = 0.43 эВ ( < 560 K) и 0.27 эВ ( > 560 K). Катионный состав изученного многокомпонентного твердого электролита является перспективным для дальнейшей оптимизации синтеза фторидной нанокерамики и ее практического применения в твердотельных электрохимических устройствах.

0

Механохимический синтез нанопорошков и ионная проводимость нанокерамики (Pb_0.67Cd_0.33)_0.825Sr_0.175F₂ со структурой флюорита

Номер выпуска 1 от 14.09.2025

Исследованы рентгенографические и ионопроводящие свойства нанокерамического твердого раствора (Pb_0.67Cd_0.33)_0.825Sr_0.175F₂ (структурный тип CaF₂, пр. гр. Fmm). Нанокристаллические порошки получены методом механохимического синтеза с использованием двух видов шихты. В первом способе в качестве реагентов взяты индивидуальные плавы PbF₂, CdF₂ и SrF₂, во втором – предварительно сплавленный твердый раствор Pb_0.67Cd_0.33F₂ и SrF₂. Обнаружено, что способ приготовления шихты не влияет на формирование и свойства тройного твердого раствора. Параметры решетки твердого раствора (Pb_0.67Cd_0.33)_0.825Sr_0.175F₂ равны a = 5.778 и 5.772 Å для первого и второго способов соответственно. Оценка среднего размера областей когерентного рассеяния в нанопорошках по рентгеновским данным дает величину в несколько десятков нм. Нанокерамику готовили холодным прессованием порошков, ее плотность составляла 80% от рентгенографической плотности твердого раствора (6.89 г/см³). После отжига при 500 °С в течение 2 ч плотность керамики увеличилась до 90%. Ионная проводимость σ_dc исходной и отожженной нанокерамики равна 2.5×10^–6 и 1.2×10^–5 См/см соответственно. Значение σ_dc для отожженной нанокерамики по сравнению с монокристаллом такого же состава меньше на 20%.

1 0

Рост кристаллов и исследование взаимосвязи тепло- и электропроводности суперионного проводника Pb_1−xSc_xF_2+x

Номер выпуска 5 от 14.09.2025

Методом вертикальной направленной кристаллизации (Бриджмена) выращен монокристалл гетеровалентного твердого раствора Pb_1−xSc_xF_2+x (х = 0.1 по шихте) со структурой флюорита, проведены исследования его фазового и элементного состава, определены кристаллографические параметры и изучена взаимосвязь тепло- и электропроводности. Состав твердого раствора изменяется от x = 0.08 в нижней части (в конусе) до 0.095 в верхней части кристалла. Обнаружено, что выращенный кристалл Pb_1−xSc_xF_2+x обладает низкой теплопроводностью (k = 0.7 Вт/(мK) при 300 K), нетипичным для кристаллического состояния “стеклообразным” поведением теплопереноса, высокой фторионной электропроводностью (σ_dc = 0.012 См/м при 293 K) и невысокой энтальпией активации ионного переноса (ΔH_s = 0.378 ± 0.005 эВ).Такое поведение тепло- и электропроводности твердого раствора Pb_1−xSc_xF_2+x обусловлено структурным разупорядочением фторной подрешетки, сохраняющимся при комнатной температуре, в результате гетеровалентных замещений катионов Pb²⁺ на Sc³⁺. Проведено сравнение тепло- и электропроводящих свойств монокристаллов двухкомпонентных твердых растворов Pb_1−xSc_xF_2+x, Pb_1−xCd_xF₂ (тип CaF₂) и однокомпонентных фторидов β-PbF₂ (тип CaF₂), ScF₃ (тип ReO₃).

0