Влияние сверхстехиометрических количеств натрия и фосфора на фазовый состав и ионную проводимость силикофосфатов циркония и натрия (NASICON)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом пиролиза растворов в расплаве исследовано фазообразование силикофосфатов натрия и циркония Na1+x Zr2SixP3–xO12 в зависимости от концентрации натрия и фосфора в прекурсорах. Изучено влияние содержания указанных компонентов, а также условий обжига на изменение ионной проводимости NASICON. Использованы методы рентгенофазового анализа, растровой электронной микроскопии, полнопрофильного анализа по Ритвельду, электрохимической импедансной спектроскопии. Рассчитаны удельные значения проводимости зерен (σb) и границ зерен (σgb) образцов. Установлено, что причиной изменения ионной проводимости является изменение состава NASICON при увеличении концентрации натрия и фосфора в прекурсоре. Главным условием высокой проводимости материала является образование кристаллической фазы, отвечающей составу Na3Zr2Si2РO12, а также минимальное количество примесей и стеклофазы. Проводимость образца NASICON (х = 2) при определенных условиях обработки составляет ~1 × 10–3 См/см.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Д. Н. Грищенко

Институт химии ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, пр-т 100-летия Владивостока, 159, Владивосток, 690022

А. Б. Подгорбунский

Институт химии ДВО РАН

Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, пр-т 100-летия Владивостока, 159, Владивосток, 690022

М. А. Медков

Институт химии ДВО РАН

Email: grishchenko@ich.dvo.ru
Россия, пр-т 100-летия Владивостока, 159, Владивосток, 690022

Список литературы

  1. Goodenough J.B., Hong H.Y-P., Kafalas J.A. // Mater. Res. Bull. 1976. V. 11. № 2. P. 203. https://doi.org/10.1016/0025-5408(76)90077-5
  2. Hong H.Y-P. // Mater. Res. Bull. 1976. V. 11. № 2. P. 173. https://doi.org/10.1016/0025-5408(76)90073-8
  3. Li C., Li R., Liu K. et al. // Interdiscip. Mater. 2022. P. 1. https://doi.org/10.1002/idm2.12044
  4. Guin M., Tietz F. // J. Power Sources. 2015. V. 273. P. 1056. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.09.137
  5. Lalere F., Leriche J.B., Courty M. et al. // J. Power Sources. 2014. V. 247. P. 975. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2013.09.051
  6. Fergus J.-W. // Solid State Ionics. 2012. V. 227. P. 102. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2012.09.019
  7. Narayanan S., Reid S., Butler S., Thangadurai V. // Solid State Ionics. 2019. V. 331. P. 22. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.12.003
  8. Rao Y.B., Bharathi K.К., Patro L.N. // Solid State Ionics. 2021. V. 366–377. P. 115671. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115671
  9. Wang H., Zhao G., Wang S. et al. // Nanoscale. 2022. V. 14. № 3. P. 823. https://doi.org/10.1039/d1nr06959d
  10. Naqash S., Tietz F., Yazhenskikh E. et al. // Solid State Ionics. 2019. V. 336. P. 57. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2019.03.017
  11. Грищенко Д.Н., Курявый В.Г., Подгорбунский А.Б., Медков М.А. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 1. С. 17. https://doi.org/10.31857/S0044457X22601043
  12. Fuentes R.O., Marques F.M.B., Franco J.I. // Bol. Soc. Esp. Cerám. Vidrio. 1999. V. 38. № 6. P. 631.
  13. Zhang S., Quan B., Zhiyong Z., Zhao B. // Materials Letters. 2004. V. 58. № 1. P. 226.
  14. Yang G., Zhai Y., Yao J. et al. // Chem. Commun. 2021. V. 57. P. 4023. https://doi.org/10.1039/d0cc07261c
  15. Brug G.J., van den Eeden A.L.G., Sluyters-Rehbach M., Sluyters J.H. // J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1984. V. 176. P. 275. https://doi.org/10.1016/S0022-0728(84)80324-1
  16. Bauerle J.E. // J. Phys. Chem. Solids. 1969. V. 30. P. 2657. https://doi.org/10.1016/0022-3697(69)90039-0
  17. Bauerle J.E., Hrizo J. // J. Phys. Chem. Solids. 1969. V. 30. P. 565. https://doi.org/10.1016/0022-3697(69)90011-0
  18. Kim S.K., Mao A., Sen S., Kim S. // Chem. Mater. 2014. V. 26. P. 5695. https://doi.org/10.1021/cm502542p
  19. Suzuki K., Noi K., Hayashi A., Tatsumisago M. // Scr. Mater. 2018. V. 145. P. 67. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2017.10.010
  20. Ren K., Cao Y., Chen Y. et al. // Scripta Mater. 2020. V. 187. P. 384. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.06.055
  21. Ngo Q.Q., Nguyen V.N., To V.N. et al. // Интеллектуальная электротехника. 2022. № 2. C. 16. https://doi.org/10.46960/2658-6754_2022_2_16

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Дифрактограммы образцов со стехиометрическим соотношением компонентов, отожженных при темпера- туре, °С: 600 (1); 700 (2); 800 (3); 900 (4); 1000 (5); 1100 (6).

Скачать (225KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Штрихрентгенограммы: PDF 01-084-1317 (х = 2.12) (а); PDF 01-084-1200 (х = 2) (б); PDF 01-084-1182 (х ~ 1.9) (в), PDF 01-078-0489 (х ~ 1.84) (г).

Скачать (107KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Основные дифракционные максимумы образцов, полученных при температурах обжига, °С: 1200 (образец 4) (1), 1200 (образец 10) (2), 1000 (образец 8) (3).

Скачать (124KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Основные дифракционные максимумы образцов после обжига при 1000°С: образцы 8 (1), 9 (2), 10 (3), 11 (4).

Скачать (118KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микрофотографии образцов (состав 10), полученных при температурах, °С: 1000 (а), 1100 (б), 1200 (в).

Скачать (199KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Дифрактограммы образцов (состав 10), полученных при температурах, °С: 1000 (1), 1100 (2), 1200 (3).

Скачать (178KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Микрофотография образца 1, полученного при температуре 1200°С (а) и его энергодисперсионные спектры в областях сканирования: 1 (б), 2 (в).

Скачать (177KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Импедансный спектр образца 4 (а), высокочастотная область спектра с эквивалентной схемой (б): 1 — экспериментальный спектр, 2 — кривая, моделирующая спектр в расширенном частотном диапазоне.

Скачать (93KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».