Właściwości strukturalne i elektryczne roztworów stałych (BaA1-xSrx)(Zr0,9Me0,1)O3, Me = Y, La

• Autorzy: Bućko M. M. , Dudek M.

Warianty tytułu

EN

Structural and electrical properties of (BaA1-xSrx)(Zr0.9Me0.1)O3, Me = Y, La solid solutions

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prezentowanej pracy było określenie właściwości strukturalnych i przewodzących roztworów stałych na bazie cyrkonianu baru - (Ba1-xSrx)( Zr0,9Y0,1)O3 oraz (Ba1-xSrx) (Zr0,9La0,1)O3. Spiekanie proszków tych substancji, otrzymanych metodą rozkładu termicznego prekursora organo-metalicznego zawierającego kwas wersenowy, prowadziło do uzyskania jednofazowych roztworów stałych. Obliczono wartości parametrów strukturalnych odpowiedzialnych za stabilność i właściwości transportowe struktur perowskitowych - współczynnik tolerancji, właściwą objętość swobodną oraz globalny wskaźnik niestabilności. Stwierdzono, że podstawienie jonów baru jonami strontu powoduje obniżenie stabilności tego typu struktur, lecz poprawia zdolność do przewodzenia jonów tlenu. Przewodnictwo elektryczne próbek mierzono w zakresie temperatur 300 do 800°C w suchych lub wilgotnych atmosferach zawierających: syntetyczne powietrze, argon oraz 2 % obj. wodoru. Bez względu na rodzaj domieszki przewodności spieków zależne były zarówno od ich składu chemicznego jak i rodzaju atmosfery. Generalnie, przewodności były wyższe w atmosferach zawierających tlen i parę wodną, co pozostaje w zgodności z modelem przewodzenia protonowego. Roztwór stały zawierający domieszkę itru oraz 5 % mol. strontu cechuje się najwyższymi wartościami przewodnictwa i najniższym energiami aktywacji bez względu na atmosferę.

EN

The aim of the work was to study the structural and electrical properties of the (Ba1-xSrx)( Zr0.9Y0.1)O3 oraz (Ba1-xSrx)( Zr0.9La0.1)O3 solid solutions. The powders with different strontium content were prepared by a thermal decomposition of organo-metallic precursors containing ethylenediaminetetraacetate acid. Some parameters describing stability and transport properties of the perovskite structure such as: tolerance factor, specific free volume and global instability index were calculated. It was found that incorporation of strontium into both solid solutions caused an increase of specific free volume and global instability index - the structures became a little less stable but better ionic conductors. All samples were the cubic perovskite and the substitution of strontium for barium caused a decrease of respective lattice parameters. Electrical conductivity measurements were performed by the d.c. four-probe method in controlled gas atmospheres containing Ar, air, H2 and/or H2O at temperature from 300 to 800°C. It was found that the conductivity depended on a chemical composition of the samples and the atmosphere. Overall, the electrical conductivity was higher in wet atmospheres containing oxygen that was in accordance with the model of a proton transport in the perovskite structure which assumed the presence of oxygen vacancies. The solid solution containing 5 mol% of strontium showed the highest conductivity and the lowest activation energy of conductivity regardless of the atmospheres.

Słowa kluczowe

PL

właściwości elektryczne; perowskity; właściwości strukturalne

EN

electrical properties; perovskites; structural properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 60, nr 4
• Strony: 244--248
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., wykr.

Twórcy

autor

Bućko M. M.

autor

Dudek M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki,

Bibliografia

• [I] Iwahara H., Esaka T, Uchida H., Maeda N.: Solid State lonics, 3-4 (1981)359-363.
• [2] Uchida H., Maeda N., Iwahara H.: Journal of Power Sources, 7(1982)293-301.
• [3] Uchida H., Maeda N., Iwahara H.: Solid State lonics, 11 (1983) 109-115.
• [4] Haile S.M.: Materials Today, 6 (2003) 24-29.
• [5] Coors W.G.: Journal of Power Sources, 118 (2003) 150-156.
• [6] Novick A.S., Du Y: Solid State lonics, 77 (1995) 137-146.
• [7] Norby T: Solid State lonics, 125 (1999) 1-11.
• [8] Matsushita E., Sasaki T: Solid State lonics, 125 (2000) 31-37.
• [9] Islam M.S.: Solid State lonics, 154-155 (2002) 75-85.
• [10] Islam M.S., Davies R.A., Gale J.D.: Solid State lonics, 126 (1999)323-335.
• [II] Imashuku S., Uda T, Nose Y, Kishida K., lnui H., Awakura Y: Journal of the Electrochemical Society, 155 (2008) B581-B586.
• [12] SchoberT.: Solid State lonics, 162-163 (2003)277-281.
• [13] Kokkofitis Ch., Ouzounidou M., Skodra A., Stoukides M.: Solid State lonics, 178 (2008) 475-480.
• [14] Stuart R, UnnoT., Kilner J.A., Skinner J.S.: Solid State lonics, 179(2008) 1120-1124.
• [15] Katahira K., Kohchi Y, Shimura T., Iwahara H.: Solid State lonics, 138(2000)91-98.
• [16] BhideS.V., VirkarA.V.: Journal of the Electrochemical Society, 146(1999)2038-2044.
• [17] Dudek M., Bućko M.M.: Journal of Solid State Electrochemistry, (w druku), doi:10.1007/s10008-008-0706-0.
• [18] Lufaso M.W., Woodward P.M.: Acta Crystallographica, B57 (2001)725-738.
• [19] Hayashi H., Inaba H., Matsuyama M., Lan N.G., Dokiya M., Tagawa H.: Solid State lonics, 122 (1999) 1-15.
• [20] MantihramA., Kuo J., Goodenough J.B.: Solid State lonics, 62 (1993)225-234.
• [21] Brown I.D.: Acta Crystallographica, B48 (1992) 553-572.
• [22] R.C.T. Slade, S.D. Flint, N. Singh, Solid State lonics, 82 (1995) 135-141.
• [23] K.D. Kreuer: Solid State lonics, 125 (1999) 285-302.
• [24] A. Nowick, YDu, K. Liang, Solid State lonics, 125 (1999) 303-311.