Введение
Глава 1. Обзор литературы 11
1.1. Твердооксидные электролиты в топливных элементах, проблемы коммерциализации 11
1.2. Анионное замещение в перовскитоподобных структурах 14
1.3. Оксоанионное замещение в перовскитоподобных структурах 22
1.4. Двойной перовскит - ниобат бария кальция Ba4Ca2Nb2O11 29
Постановка задачи исследования 33
Глава 2. Экспериментальные методики 35
2.1. Твердофазный метод синтеза образцов 35
2.2. Методики подготовки образцов для исследований 36
2.2.1 Обработка в сухой атмосфере 37
2.2.2. Обработка во влажной атмосфере 37
2.2.3 Обработка в атмосфере углекислого газа 37
2.2.4. Формирование компактированных образцов 37
2.2.5. Нанесение электродов 38
2.3. Методика рентгенографических исследований 38
2.4. Метод растровой электронной микроскопии совмещенный с энергодисперсионным рентгеновским микроанализом 38
2.5. Метод КР-спектроскопии 39
2.6. Метод ИК-спектроскопии 40
2.7. Метод термического анализа совмещенного с масс-спектрометрическими исследованиями 40
2.8. Методы исследования электропроводности з
2.8.1. Метод электрохимического импеданса 40
2.8.2. Измерение электропроводности в зависимости от температуры 43
2.8.3. Измерение электропроводности в зависимости от парциального давления паров воды 44
2.8.4. Измерение электропроводности в зависимости от парциального давления кислорода в газовой фазе 44
2.9. Измерение чисел переноса методом ЭДС 45
Глава 3. Оксоанионное допирование. Твердые растворы Bа4Ca2Nb2-хРхO11 .. 48
3.1. Кристаллохимические особенности структуры 48
3.1.1. Структурный тип и область гомогенности 48
3.1.2. Морфология поверхности и катионный состав образцов 51
3.1.3. Локальная структура 55
3.2. Процессы гидратации 60
3.2.1. Структура гидратированных фаз 60
3.2.2. Состав кислородно-водородных групп в гидратированных фазах 61
3.2.3. Локальная структура гидратированных фаз 63
3.2.4. Термические свойства гидратированных фаз 65
3.3. Электрические свойства 69
3.3.1. Политермы общей проводимости 70
3.3.2 Концентрационные зависимости общей проводимости 73
3.3.3. Изотермы общей проводимости как функция рО2 74
3.3.4. Дифференциация общей проводимости на парциальные вклады 77
3.3.5. Концентрационные зависимости ионных проводимостей 81
Глава 4. Анионное замещение. Твердые растворы Ba4Ca2Nb2O11-0.5xFx 85
4.1. Кристаллохимические особенности структуры 85
4.1.1. Структурный тип и область гомогенности 85
4.1.2. Морфология поверхности и катионный состав образцов 87
4.1.3. Локальная структура 90
4.2. Процессы гидратации 93
4.2.1. Структура гидратированных фаз 93
4.2.2. Состав кислородно-водородных групп в гидратированных фазах 94
4.2.3. Локальная структура гидратированных фаз 97
4.2.4. Термические свойства гидратированных фаз 99
4.3. Электрические свойства 103
4.3.1. Политермы общей проводимости 104
4.3.2. Концентрационные зависимости общей проводимости 107
4.3.3. Изотермы общей проводимости как функция рО2 108
4.3.4. Дифференциация общей проводимости на парциальные вклады 110
4.3.5. Концентрационные зависимости ионных проводимостей 113
Глава 5. Индивидуальная фаза Ba4Ca2Nb2O10F2 117
5.1. Кристаллохимические особенности структуры 117
5.1.1. Структурный тип 117
5.1.2. Морфология поверхности и катионный состав образца 118
5.1.3. Локальная структура 119
5.2. Электрические свойства 120
Глава 6. Химическая стабильность твердых растворов Ba4Ca2Nb2-хРхO11 и Ba4Ca2Nb2O11-0.5хFх 123
Глава 7. Заключение 129
Выводы 131
Список условных обозначений и сокращений 133
Список использованной литературы
