СИНТЕЗ, ГИДРАТАЦИЯ И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ТВЁРДОГО РАСТВОРА Ba7Sc6-xYxAl2O19 (0≤x≤0.20)
Бушуева А.В., Анимица И.Е.
Уральский федеральный университет
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, д. 19
В работе получен твердый раствор состава Ba7Sc6-xYxAl2O19 (0≤x≤0.20), синтезированные фазы являются перспективными протонными проводниками и могут быть использованы как электролиты твердооксидных топливных элементов.
Структуру Ba7Sc6Al2O19 можно рассматривать как результат когерентного срастания двух кислород-дефицитных блоков Ba2ScAlO5 и одного катион-дефицитного блока Ba3Sc4O9, которые, в свою очередь, являются производными от структуры перовскита.
Образцы были получены растворной технологией из нитратов бария, скандия, алюминия и иттрия; органическим топливом являлись лимонная кислота и глицерин. Раствор прекурсоров упаривался до гелеобразного состояния, который самовоспламенялся с образованием высокодисперсного оксида. Далее порошок диспергировался в шаровой мельнице, отжигался при 1250 °C (48 ч.), компактировался в брикеты и отжигался при 1600 °C (24 ч.)
Рентгенофазовый анализ образцов показал, что полученные фазы не содержат в составе примесей и описываются гексагональной симметрией (пр. гр. P63/mmc).
После термической обработки при 600 °C в токе CO2 было установлено, что исследуемые фазы не деградируют в данных условиях.
Термогравиметрический анализ образцов показал, что фазы способны к водопоглощению.
С помощью метода электрохимического импеданса была изучена электропроводность исследуемых фаз в зависимости от температуры и парциального давления кислорода в атмосферах различной влажности. Методом электрохимического импеданса измерены зависимости электропроводности от температуры в атмосферах воздуха и азота при различных влажностях. По результатам измерения электропроводности было установлено, что фазы способны к инкорпорированию воды из газовой фазы и проявлению протонной проводимости.
Данная работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда и Правительства Свердловской области (грант № 24-13-20026).