Ионная проводимость и термическая стабильность кристаллов BiF3

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследованы температурная зависимость ионной электропроводности σdc(T) и термическая стабильность кристаллов BiF3 со структурой ромбического β-YF3 (пр. гр. Pnma, a = 6.5620(1), b = = 7.0144(1), c = 4.8410(1) Å, V/Z = 55.71 Å3), выращенных из расплава методом вертикальной направленной кристаллизации. Электрофизические характеристики BiF3 получены из импедансных измерений в интервале температур 360−540 K. Значение σdc при T = 500 K и энтальпия активации ионного переноса ΔHa равны 2.5 × 10−5 См/см и 0.48 ± 0.05 эВ соответственно. Величина ΔHa для изученного кристалла меньше в 1.4 раза по сравнению с изоструктурными редкоземельными (Tb, Ho, Er, Y) трифторидами, что обусловлено высокой электронной поляризуемостью и большим ионным радиусом катионов Bi3+. Обнаружено, что кристаллы BiF3 термически стабильны до 550−600 K, при более высоких температурах они деградируют из-за сублимации вещества и пирогидролиза. Образование оксифторидных фаз \({\text{Bi}}{{{\text{O}}}_{x}}{{{\text{F}}}_{{3--2x}}}\) является причиной наблюдаемого скачка проводимости на зависимости σdc(T) при T ∼ 600 K.

Ключевые слова

Об авторах

Н. И. Сорокин

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Email: nsorokin1@yandex.ru
Россия, Москва

Д. Н. Каримов

Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова ФНИЦ “Кристаллография и фотоника” РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dnkarimov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Кавун В.Я., Уваров Н.Ф., Слободюк А.Б. и др. // Изв. РАН. Сер. хим. 2022. № 6. С. 1059.
  2. Слободюк А.Б., Полянцев М.М., Гончарук В.К., Кавун В.Я. // Вестн. ДВО РАН. 2021. № 5. С. 95.
  3. Сорокин Н.И., Соболев Б.П. // Электрохимия. 2011. Т. 47. № 1. С. 118.
  4. 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
  5. 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
  6. Xiao A.W., Galatolo G., Pasta M. // Joule. 2021. V. 5. № 11. P. 2823. https://doi.org/10.1016/j.joule.2021.09.016
  7. Konishi H., Minato T., Abe T., Ogumi Z. // ChemistrySelect. 2020. V. 5. № 21. P. 4943. https://doi.org/10.1002/slct.202001163
  8. Gschwind F., Rodriguez-Garcia G., Sandbeck D.J.S. et al. // J. Fluor. Chem. 2016. V. 182. P. 76. https://doi.org/10.1016/j.jfluchem.2015.12.002
  9. Greis O., Martinez-Ripoll M. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1977. B. 436. № 1. S. 105. https://doi.org/10.1002/zaac.19774360112
  10. Yang Z., Pei Y., Wang X. et al. // Comput. Mater. Sci. 2013. V. 68. P. 117. https://doi.org/10.1016/j.commatsci.2012.10.003
  11. Kim K.J., Yoshimura M., Somiya S. // Solid State Ionics. 1991. V. 44. № 3–4. P. 281. https://doi.org/10.1016/0167-2738(91)90019-8
  12. Croatto U. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1949. B. 258. № 3–5. S. 198. https://doi.org/10.1002/zaac.19492580310
  13. Ardashnikova E.I., Prituzhalov V.A., Kutsenok I.V. // Functionalized Inorganic Fluorides: Synthesis, Characterization and Properties of Nanostructured Solids / Ed. Tressaud A. Chichester: John Wiley, 2010. P. 423. https://doi.org/10.1002/9780470660768.ch14
  14. Ардашникова Е.И., Борзенкова М.П., Калинченко Ф.В., Новоселова А.В. // Журн. неорган. химии. 1981. Т. 26. № 7. С. 1727.
  15. Nakamura G.H.G., Klimm D., Baldochi S.L. // Thermochim. Acta. 2013. V. 551. P. 131. https://doi.org/10.1016/j.tca.2012.10.005
  16. Pastor R.C., Harrington J.A., Gorre L.E., Chew R.K. // Mater. Res. Bull. 1979. V. 14. № 4. P. 543. https://doi.org/10.1016/0025-5408(79)90198-3
  17. 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
  18. Spedding F.H., Beaudry B.J., Henderson D.C., Moorman J. // J. Chem. Phys. 1973. V. 60. № 4. P. 1578. https://doi.org/10.1063/1.1681233
  19. Greis O., Cader M.S.R. // Thermochim. Acta. 1985. V. 87. № 1. P. 145. https://doi.org/10.1016/0040-6031(85)85329-6
  20. Thoma R.E., Brunton G.D. // Inorg. Chem. 1966. V. 5. № 11. P. 1937. https://doi.org/10.1021/ic50045a022
  21. Ардашникова Е.И., Борзенкова М.П., Новоселова А.В., Свищев И.М. // Журн. неорган. химии. 1986. Т. 31. № 2. С. 513.
  22. Иванов-Шиц А.К., Мурин И.В. Ионика твердого тела. Т. 2. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2010. 1000 с.
  23. Каримов Д.Н., Бучинская И.И., Дымшиц Ю.М. и др. // Патент RU 2778808, 25.08.2022.
  24. Иванов-Шиц А.К., Сорокин Н.И., Федоров П.П., Соболев Б.П. // ФТТ. 1983. Т. 25. № 6. С. 1748.
  25. Калинченко Ф.В. // //Дисс. канд. хим. наук. М.: МГУ. 1982. 203 с.
  26. Cheetham A.B., Norman N. // Acta Chem. Scand. A. 1974. V. 28. P. 55.
  27. Виноградова-Жаброва А.С., Сивцова О.В., Патрушева В.Г., Бамбуров В.Г. // Журн. неорган. химии. 2001. Т. 46. № 2. С. 274.
  28. Matar S., Reau J.-M., Rabardel L. et al. // Solid State Ionics. 1983. V. 11. № 1. P. 77. https://doi.org/10.1016/0167-2738(83)90066-8
  29. Сорокин Н.И., Каримов Д.Н., Соболев Б.П. // Кристаллография. 2019. Т. 64. № 4. С. 596. https://doi.org/10.1134/S0023476119040222
  30. Сорокин Н.И., Соболев Б.П., Брайтер М. // ФТТ. 2002. Т. 44. № 2. С. 272.
  31. Trnovcova V., Fedorov P.P., Valkovskii M.D. et al. // Ionics. 1997. V. 3. P. 313. https://doi.org/10.1007/BF02375637
  32. Трновцова В., Федоров П.П., Соболев Б.П. и др. // Кристаллография. 1996. Т. 41. № 4. С. 731.
  33. Greis O., Petzel T. // Z. Anorg. Allg. Chem. 1974. B. 403. № 1. S. 1. https://doi.org/10.1002/zaac.19744030102
  34. Shannon R.D. // Acta Cryst. A. 1976. V. 32. № 5. P. 751. https://doi.org/10.1107/S056773947600155

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (809KB)
Метаданные
3.

Скачать (109KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2023