КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ DyBaCo2-xCuxO6-δ

Горбушина, С.С.; Бастрон, И.А.; Волкова, Н.Е.

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОКСИДОВ DyBaCo_2-xCu_xO_6-δ

Горбушина С.С., Бастрон И.А., Волкова Н.Е.

Уральский федеральный университет

620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19

Оксиды со структурой двойного перовскита общего состава LnBaCo₂O_6-δ (Ln = Nd–Ho) находят потенциальное применение в качестве газовых датчиков, катализаторов или катодов для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Высокая электронно-ионная проводимость таких материалов способствует снижению рабочих температур конструируемых электрохимических устройств. В рамках настоящей работы будет изучена область гомогенности, кристаллическая структура, содержание кислорода и физико-химические свойства сложных оксидов DyBaCo_2-xCu_xO_6-δ.

Синтез образцов осуществлялся по глицерин-нитратной технологии на воздухе, с последующем отжигом при 900 °C с последующим медленным охлаждением до комнатной температуры. Фазовый состав полученных оксидов устанавливали методом порошковой рентгеновской дифракции. Определение структурных параметров проводили с использованием картотеки программы «Match!», уточнение – методом полнопрофильного анализа Ритвелда в программе «FullProf 2023».

По результатам РФА область существования твёрдых растворов
DyBaCo_2-xCu_xO_6-δ лежит в интервале составов 0 ≤ x ≤0.8. Рентгенограммы однофазных оксидов оксиды были проиндицированы в рамках тетрагональной ячейки (пр. гр. P4/mmm). Замещение Co³⁺ катионами Cu²⁺ приводит к незначительному увеличению параметров элементарной ячейки твёрдого раствора, что связано с размерным фактором. Методом высокотемпературной термогравиметрии с последующим восстановлением образцов в потоке водорода была изучена кислородная нестехиометрия однофазных образцов в широком диапазоне температуры. Установлено, что c увеличением концентрации меди уменьшается содержание кислорода в образцах. Обмен кислородом оксидов DyBaCo_2-xCu_xO_6-δ с окружающей средой начинается выше 300 °С. Термическое расширение и электротранспортные свойства сложных оксидов были изучены методами высокотемпературной дилатометрии и 4-контактным методом на воздухе в интервале температур 25 – 900 °C. Общая электропроводность и коэффициент термического расширения образцов DyBaCo_2-xCu_xO_6-δ уменьшаются при увеличении степени легирования.