Введение
1 Литературный обзор 12
1.1 Общие представления о твердых электролитах 12
1.2 Анионпроводящие твердые электролиты 14
1.3 Закономерности изменения свойств в ряду редкоземельных элементов 15
1.4 Физико-химические свойства сульфидов 17
1.4.1 Физико-химические свойства сульфидов иттрия 17
1.4.2 Физико-химические свойства сульфидов иттербия 18
1.4. 3 Физико-химические свойства сульфида кальция 20
1.5 Структурные особенности тиолантанатов кальция 20
1.6 Выбор сульфидпроводящего твердого электролита в качестве объекта исследования 23
1.7 Фазовая диаграмма и электролитические свойства фаз на основе CaY2S4 26
1.8 Керамические твердые электролиты
1.9 Методы синтеза керамических сульфидных фаз 29
1.10 Известные области использования материалов на основе MeLn2S4 32
1.10.1 Оптические материалы на основе соединений MeLri2S4 32
1.10.2 Использование сульфидпроводящих твердых электролитов в составе электрохимических ячеек для тонкой коррекции состава сульфидных и оксидных фаз 33
1.10.3 Использование бинарных и тройных сульфидов в качестве минеральных (неорганических) пигментов 34
1.10.4 Использование твердых электролитов в составе электрохимических датчиков-газоанализаторов 34
1.11 Заключение по главе (постановка задач) 32
2 Методика эксперимента 40
2.1 Синтез и отжиг исследуемых систем 40
2.2 Методы исследования структуры и морфологии образцов 43
2.3 Конструкция измерительной ячейки для проведения исследований 43
2.4 Исследование электропроводности двухэлектродным методом на фиксированной частоте и методом импедансной спектроскопии 45
2.5 Измерение электронных чисел переноса 47
2.6 Измерение средних ионных чисел переноса 48
2.7 Разделение ионной проводимости на катионную и анионную методом Чеботина-Обросова 50
2.8 Определение пикнометрической плотности образцов 51
2.9 Определение открытой пористости и кажущейся плотности образцов
2.10 Получение рабочих электродов
2.11 Конструкция измерительной ячейки для проведения газового анализа серосодержащих газов 55
Физико-химические и электрохимические исследования твердых электролитов в системах CaY2S4-Yb2S3 и CaYb2S4-Y2S3 57
3.1 Синтез образцов твердых электролитов и их идентификация 57
3.2 Изучение термической стойкости твердых электролитов CaY2S4- Yb2S3 70
3.3 Изучение температурной зависимости проводимости твердых электролитов 71
3.4 Определение электронных чисел переноса 78
3.5 Определение средних ионных чисел переноса 82
3.6 Определение природы ионной проводимости исследуемых ТЭ 83
3.7 Изучение термодинамики растворения бинарных сульфидов в тройных сульфидах 89
3.8 Исследование механизма дефектообразования в твердых растворах CaYb2S4- х мол.% Y2S3 и CaY2S4- х мол.% Yb2S3 94
3.9 Сравнительная характеристика электролитических свойств сульфидных фаз CaY2S4- х мол.% Yb2S3 и CaYb2S4- х мол.%
Y2S3 96
3.10 Обоснование механизма ионного переноса 98
3.11 Сравнительная характеристика электролитических свойств сульфидных фаз CaY2S4- х мол.% Yb2S3 и CaY2S4- х мол.% 99 Y2S3
Изучение возможности использования сульфидпроводящей мембраны CaY2S4-x мол.% Yb2S3 в составе сенсора на серосодержащие газы 102
4.1 Конструирование электрохимической составляющей сенсора, чувствительного к серосодержащим газам 102
4.2 Проведение газового анализа 103
4.3 Влияние состояния поверхности трехфазной границы измерительного электрода на чувствительность датчика 110
4.4 Определение нижнего предела чувствительности к серосодержащим газам электрохимической составляющей сенсора 113
4.5 Влияние аммиака на чувствительность сенсора 116
Заключение 120
Список цитируемой литературы 126q
