Введение
1 Литературный обзор
1.1 Общие представления о кристаллической структуре
1.2 Ионная проводимость в твердом теле. Анионная проводимость
1.2.1 Собственная ионная проводимость в твердом теле
1.2.2 Ионные проводники со структурным разупорядочением
1.2.3 Примесная проводимость в твердом теле
1.3 Кислородионные проводники 22
1.3.1 Ионная проводимость в материалах со структурой флюорита
1.3.2 Проводимость в структурах перовскита
1.3.3 Критерии анионной проводимости
1.4 Сульфидионные проводники
1.4.1 Структурные особенности тернарных сульфидов
1.4.1.1 Структурный тип Th3P4
1.4.1.2 Структурный тип Yb3S4
1.4.1.3 Структурный тип CaFe2O4
1.4.1.4 Сравнительная характеристика структурных особенностей Yb3S4 и CaFe2O4 38
1.4.2 Электролитические свойства сульфидных проводников
1.4.3 Обсуждение критериев существования сульфидного
переноса 49
1.5 Синтез сульфидных материалов
1.6 Практическое использование сульфидных материалов с сульфидной проводимостью 53
1.7 Заключение по главе 57
2 Методика эксперимента 60
2.1 Синтез и гомогенизирующий отжиг сульфидных образцов 60
2.2 Получение оксидной шихты по керамической технологии
2.3 Получение оксидного прекурсора цитратно-нитратным методом
2.4 Изготовление вспомогательных обратимых электродов
2.5 Методы исследования структуры и морфологии образцов
2.5.1 Рентгенофазовый анализ
2.5.2 Полнопрофильный анализ Ритвельда
2.5.3 Изучение морфологии образцов
2.6 Конструкция измерительной ячейки 2
2.7 Исследование комплексной электропроводности двухэлектродным методом на фиксированной частоте и методом импеданс спектроскопии
2.8 Применение метода ЭДС для исследования электролитических свойств твердых электролитов 74
2.8.1 Изучение средних ионных чисел переноса
2.8.2 Разделение ионной составляющей проводимости на катионный и анионный вклад 76
2.8.3 Методика определения электролитической области парциального давления серы 77
2.9 Измерение электронных чисел переноса
2.10 Методика определения коэффициентов диффузии
2.11 Конструкция измерительной ячейки для проведения газового
анализа серосодержащих газов 81
3 Результаты и их обсуждение
3.1 Синтез тиоиттербиата кальция и фаз на его основе
3.1.1 Подготовка оксидной шихты
3.1.2 Получение сульфидных материалов
3.1.3 Идентификация полученных сульфидных фаз, исследование структуры 87
3.2 Исследование термической устойчивости синтезированных сульфидных фаз 94
3.3 Изучение электролитических свойств
3.3.1 Температурная зависимость электропроводности
3.3.2 Изучение электропроводности в зависимости от предыстории
образцов CaYb2S4 – x мол. % Yb2S3 100
3.3.3 Исследование зависимости электропроводности от состава газовой фазы (парциального давления электроактивного компонента в газовой фазе) 102
3.4 Определение вкладов различных типов проводимости 106
3.4.1 Определение электронных чисел переноса 106
3.4.2 Определение средних ионных чисел переноса 112
3.4.3 Определение катионных и анионных чисел переноса в системе CaYb2S4-Yb2S3
3.5 Изучение термодинамики растворения Yb2S3 в CaYb2S4 116
Определение электролитического интервала парциальных
3.6 давлений серы для образцов CaYb2S4 - Yb2S3 низкого уровня допирования
3.7 Определение эффективных коэффициентов диффузии предполагаемый механизм дефектообразования и ионного
4 Практическое применение сульфидпроводящей мембраны CaYb2S4 – x мол. % Yb2S3 в составе сенсора на серосодержащие газы переноса в образцах CaYb2S4-Yb2S3 разного уровня допирования
Конструктивные особенности датчика и процессы, протекающие
Проведение газового анализа 133
Модель кинетического описания нестационарного процесса твердофазных реакций в ламинарном газовом потоке
Заключение 145
Список цитируемой литературы
