Structure and electric properties of double magnesium zirconium orthophosphate

• Autorzy: Mielewczyk A. , Molin S. , Gdula K. , Jasiński G. , Kusz B. , Jasiński P. , Gazda M.

Warianty tytułu

PL

Struktura i właściwosci elektryczne podwójnego ortofosforanu magnezowo-cyrkonowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Double magnesium zirconium orthophosphate (MZP) is a magnesium ion conducting material. In this work, an MZP structure and properties were studied, especially in relation to its possible application as an active material in gas sensors. Double magnesium zirconium orthophosphate was produced both by sol-gel and solid state methods. The phase composition of the material was studied by X-ray diffraction method. Influence of the synthesis method on the quality of obtained material was significant. The single phase material was obtained by the sol-gel method. The precursors (ZrOCl2•6H2O, NH4H2PO4 and Mg(NO3)2•8H2O) were dissolved in water, the solutions mixed and then dehydrated for 12 h using a hot plate at 75°C. Dried powder was ball milled for 12 h and then uniaxially pressed into pellets that were sintered at various temperatures in the range of 700–1200°C. The influence of a synthesis method on electric conductivity of the samples was investigated by impedance spectroscopy (IS). Cyclic voltammetry (CV) was used to examine the possibility of application of MZP as a sensor in the presence of various gases.

PL

Podwójny ortofosforan magnezowo-cyrkonowy (MZP) jest materiałem przewodzącym jony magnezowe. W prezentowanej pracy badano budowę i właściwości MZP, szczególnie w odniesieniu do jego potencjalnego zastosowania w czujnikach gazowych. Podwójny ortofosforan magnezowo-cyrkonowy wytworzono zarówno metodą zol-żel, jak i metodą reakcji w fazie stałej. Skład fazowy otrzymanych materiałów zbadano za pomocą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Wpływ metody syntezy na jakość otrzymanego materiału był znaczący. Metodą zol-żel otrzymano materiał jednofazowy. Prekursory (ZrOCl2•6H2O, NH4H2PO4 and Mg(NO3)2•8H2O) rozpuszczano w wodzie, roztwory mieszano i odwadniona na płycie grzejnej o temperaturze 75°C przez 12 h. Wysuszony proszek mielono w młynie kulowym i prasowano jednoosiowo aby uformować tabletki, które spiekano w różnych temperaturach z przedziału 700–1200°C. Wpływ metody syntezy na przewodność elektryczną próbek badano za pomocą spektroskopii impedancyjnej (IS). Woltamperometrię cykliczną (CV) w obecności różnych gazów wykorzystano do zbadania możliwości zastosowania MPZ jako czujnika gazowego.

Słowa kluczowe

EN

electrical properties; magnesium zirconium; orthophosphate; sol-gel processes; solid state reaction; sensor material; powders

PL

właściwości elektryczne; ortofosforan magnezowo-cyrkonowy; procesy zol-żel; reakcja w fazie stałej; materiał czujnika pomiarowego; proszki

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 477--480
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Mielewczyk A.

autor

Molin S.

autor

Gdula K.

autor

Jasiński G.

autor

Kusz B.

autor

Jasiński P.

autor

Gazda M.

• Gdansk University of Technology, Faculty of Applied Physics and Mathematics,

Bibliografia

• [1] Ikeda S., Takahashi M., Ishikawa J., Ito K.: Solid State Ionics, 23, (1987), 125.
• [2] Ikeda S., Kato S., Nomura K., Ito K., Einaga H.: Solid State Ionics, 70/71, (1994), 569.
• [3] Ikeda S., Kondo T., Kato S., Ito K., Nomura K., Fujita Y.: Solid State Ionics, 79, (1995) 354.
• [4] Wang L., Kumar R.V.: J. Electroanal. Chem., 543, (2003), 109.
• [5] ICDD PDF-2 Database Release 1998, ISSN 1084-3116.
• [6] Ahmad M.M.: Solid State Ionics, 177, (2006), 21-28.