Фторпроводящая керамика на основе BiF3

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Методом импедансной спектроскопии исследована температурная зависимость ионной электропроводности керамического образца твердого электролита Bi0.94Ba0.06F2.94 в интервале температур 293–473 K. Керамика получена твердофазным синтезом (873 K, 3 ч) в закрытой Cu-ампуле и представляет собой гетеровалентный твердый раствор тисонитовой структуры (пр. гр. ) с параметрами решетки a = 7.1482(8) и c = 7.3279(5) Å. Величина проводимости при комнатной температуре и ее энтальпия активации равны σcer = 3 × 10–5 См/см и ∆Hσ = 0.49 ± 0.05 эВ соответственно. Сравниваются ионопроводящие свойства изоструктурных твердых электролитов Bi1–yBayF3–y и La1–yBayF3–y с близкими значениями ионных радиусов матричных катионов (1.17 и 1.16 Å для Bi3+ и La3+ соответственно). Проводимость при 473 K керамики Bi0.94Ba0.06F2.94 превышает электропроводность керамики и монокристалла La0.95Ba0.05F2.95 в 6 и 3.3 раза соответственно.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. И. Сорокин

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ “Курчатовский институт”

Автор, ответственный за переписку.
Email: nsorokin1@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Соболев Б.П., Гарашина Л.С., Федоров П.П. и др. // Кристаллография. 1973. Т. 18. Вып. 4. С. 751.
  2. Zalkin A., Templeton D.H. // J. Am. Chem. Soc. 1953. V. 75. P. 2453.
  3. Сорокин Н.И., Каримов Д.Н. // Кристаллография. 2023. Т. 68. № 2. С. 272. https://doi.org/10.31857/S0023476123020182
  4. Greis O., Martinez-Ripoll M. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1977. B. 436. № 1. S. 105. https://doi.org/10.1002/zaac.19774360112
  5. Shafer M.W., Chandrashekhar G.N., Figat R.A. // Solid State Ionics. 1981. V. 5. P. 633. https://doi.org/10.1016/0167-2738(81)90334-9
  6. Ардашникова Е.И., Борзенкова М.П., Калинченко Ф.В., Новоселова А.В. // Журн. неорган. химии. 1981. Т. 26. № 7. С. 1727.
  7. Ardasnikova E.I., Prituzhalov V.A., Kutsenok I.V. // Functionalized Inorganic Fluorides: Synthesis, Characterization and Properties of Nanostructured Solids / Ed. Tressaud A. Chippenham: John Wiley & Sons. 2010. P. 423.
  8. Свищев И.М., Ардашникова Е.И., Борзенкова М.П., Новоселова А.В. // Автор. свидетельство СССР. SU 1122963, 7.11.1984, Бюл. № 41.
  9. Baumgartner J.F., Krumeich F., Worle M. et al. // Commun. Chem. 2022. V. 5. P. 6. https://doi.org/10.1038/s42004-021-00622-y
  10. Liu T., Peng N., Zhang X. et al. // Energy Storage Mater. 2021. V. 42. P. 42. https://doi.org/10.1016/j.ensm.2019.03.028
  11. Xiao A.W., Galatolo G., Pasta M. // Joule. 2021. V. 5. № 11. P. 2823. https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.09.016
  12. Shimoda K., Minato T., Konishi H. et al. // J. Electroanal. Chem. 2021. V. 895. P. 115508. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2021.115508
  13. Reddy M.A., Fichtner M. // J. Mater. Chem. 2011. V. 21. P. 17059.
  14. Слободюк А.Б., Полянцев М.М., Гончарук В.К., Кавун В.Я. // Вестник ДВО РАН. 2021. № 5. С. 95. https://doi.org/10.37102/0869-7698_2021_219_05_08
  15. Konishi H., Minato T., Abe T., Ogumi Z. // ChemistrySelect. 2020. V. 5. P. 4943. https://doi.org/10.1002/slct.202000713
  16. Кавун В.Я., Полянцев М.М., Меркулов Е.Б., Гончарук В.К. // Журн. структур. химии. 2019. Т. 60. № 2. С. 231.
  17. Kavun V.Yu., Uvarov N.F., Slobodyuk A.B. et al. // J. Solid State Chem. 2018. V. 263. P. 203. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2018.04.029
  18. Притужалов В.А., Ардашникова Е.А., Долгих В.А., Абакумов А.М. // Журн. неорган. химии. 2011. Т. 56. № 3. С. 355.
  19. Rhandour A., Reau J.M., Matar S. et al. // Mater. Res. Bull. 1985. V. 20. P. 1309.
  20. Reau J.M., Tian S.B., Rhandour A. et al. // Solid State Ionics. 1985. V. 15. P. 217.
  21. Shannon R.D. // Acta Cryst. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751.
  22. Greis O., Martinez M. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1977. B. 436. № 9. S. 105.
  23. Cheetham A.B., Norman N. // Acta Chem. Scand. A. 1974. V. 28. P. 55.
  24. Иванов-Шиц А.К., Сорокин Н.И., Федоров П.П., Соболев Б.П. // ФТТ. 1983. Т. 25. № 6. С. 1748.
  25. Мурин И.В., Амелин Ю.В. // Вест. Ленингр. ун-та. 1983. № 22. С. 97.
  26. Chable J., Dieudonne B., Body M. et al. // Dalton Trans. 2015. V. 44. P. 19625. https://doi.org/10.1039/c5dt02321a
  27. Bhatia H., Thieu D.T., Pohl H.P. et al. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017. V. 9. P. 23707.
  28. Сорокин Н.И., Фоминых М.В., Кривандина Е.А. и др. // ФТТ. 1998. Т. 40. № 4. С. 658.
  29. Kroger F.A. The chemistry of imperfect crystals. Amsterdam: North-Holland. 1964. 1039 p.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Годограф импеданса и эквивалентная электрическая схема для электрохимической системы Ag|керамика Bi0.94Ba0.06F2.94|Ag при 294 K. Цифры у заштрихованных точек указывают частоту в кГц. Полное сопротивление керамического образца равно Rcer = Rig + Rgb = 6.5×104 Ом (Rig << Rcer).

Скачать (70KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Концентрационная зависимость внутризеренной проводимости поликристаллов Bi1–yBayF3–y: 1 – данные проведенного исследования, 2 – данные [7, 18], 3 – данные [19].

Скачать (65KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Температурные зависимости анионной проводимости фторидной керамики Bi0.94Ba0.06F2.94 в координатах lgσT, 103/T: 1, 2 – первый образец, 3, 4 – второй образец, 1, 3 – нагрев, 2, 4 – охлаждение.

Скачать (67KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Температурные зависимости анионной проводимости фторидных материалов в координатах lgσ, 103/T: 1 – керамика Bi0.94Ba0.06F2.94 (нагрев), 2 – поликристалл BiF3 [3], 3 – поликристалл Bi1–yKyF3–2y [20], 4 – поликристалл Bi1–yPbyF3–y [25], 5 – керамика La0.95Ba0.05F2.95 [26, 27], 6 – монокристалл La0.95Ba0.05F2.95 [28].

Скачать (78KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024