Wpływ domieszkowania wapniem na strukturę i własności elektryczne tlenku kobaltu

• Autorzy: Kusński J. , Cieniek Ł. , Petot-Ervas G. , Petot C.

Warianty tytułu

EN

The influence of calcium doping on the structure and electrical properties of cobalt oxide

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dla wyjaśnienia zmian własności przewodzących monokryształów CoO oraz monokryształów domieszkowanych wapniem (Co, Ca)O w ilości: 1; 1,7; 5 oraz 10 mol % CaO wraz z temperaturą oraz ciśnieniem cząstkowym tlenu badano ich strukturę oraz skład chemiczny wydzieleń spineli Co3O4. Mikrostrukturę badano za pomocą mikroskopu optycznego w świetle przechodzącym oraz mikroskopów transmisyjnych i elektronowych. Prowadzono również badania składu chemicznego osnowy i wydzieleń technikami spektroskopii energo-dyspersyjnej (EDS) oraz spektroskopii elektronów przechodzących (EELS). Badania wykazały, że w wyniku wygrzewania w atmosferze powietrza, zarówno w próbkach CoO, jak i w próbkach (Co, Ca) O występują wydzielenia spineli Co344. Wykazano, że ilość, wielkość oraz kształt wydzieleń Co3Ó4 obserwowanych w próbkach (Co,Ca) O, zwiększa się wraz z zawartością Ca oraz aktywnością tlenu. Wydaje się, że gwałtowny spadek przewodności tlenków (Co, Ca)O ze zmianą aktywności tlenu może być związany z zanikiem wydzieleń Co3O4 oraz zmianą stopnia utlenienia kobaltu w osnowie.

EN

Ca-doped (1; 1.7; 5 and 10 mol % CaO) cobalt oxide single crystal samples, having an [100] orientation, were annealed at 1100 °C in air or argon atmosphere. The microstructure was examined by means of optical and transmission electron microscopy. The chemical-electron energy loss spectroscopy (EELS) analysis of the matrix and precipitates has been performed in order to understand the conductivity behaviour of these materials. Research showed that in both CoO and (Co, Ca)O types of oxides treated in an air atmosphere the Co^Oi spinel precipitates are present. These precipitates were Ca-free Co3OĄ spinel crystals and their volume fraction and size increases with increasing Ca content and oxygen activity. It is also suggested that the electrical conductivity changes in this material may be related to this precipitation, because it changes the electronic state of cobalt cations.

Słowa kluczowe

PL

mokryształy CoO domieszkowane Ca; mkrostruktura; TEM; EDS; EELS; przewodnictwo

EN

Ca-doped CoO single crystals; microstructure; TEM; EDS; EELS; conductivity

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 70, nr 4
• Strony: 182--189
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Kusński J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

autor

Cieniek Ł.

• Akademia Górniczo-Hutnicza - Kraków

autor

Petot-Ervas G.

• CNRS/UMR 8580, SPMS, Ecole Centrale Paris, 92295 Chatenay-Malabry, France

autor

Petot C.

• CNRS/UMR 8580, SPMS, Ecole Centrale Paris, 92295 Chatenay-Malabry, France

Bibliografia

• 1. Dominguez Rodriguez A., Castaing J., Marquez R-, (edytorzy): Basic properties of binary oxides, Proceedings of a Colloquium in La Rabida, 12-16 Sept.,1983, Servicio de Publicaciones de la Uniyersidad de Sevilla, Serie Ciencias, Sevilla, 1984
• 2. Catlow C. R. A., Mackrodt W. C., Norgett M. I, Stoneham A. 4.: Phil. Mag., 35, 177, 1977
• 3. Catlow C. R. A., Corish J., Quigley J. M., Jacobs P. W. M.: J. Phys. Chem. Solids, 41, 231, 1980
• 4. Cox P. A.: Transition metal oxide - an introduction to their electronic stracture and properties, International Series of Monographs on Chemistry, Claredon Press, Oxford, 27, 1995
• 5. Dieckmann R.: Cobaltous Oxide Point Defect Stracture and Non-Stoichiometry, Electrical Conductivity, Cobalt tracer Diffusion, Zeitschrift fiir Physikalishe Chemie Nuoue Folge, Bd. 107, 1977, s. 189-210
• 6. Golec S., Petot-Ervas G., Dhalenne G., Jasieńska S., Petot .: Solid State Phenomena, 41, 129, 1995
• 7. Petot-Ervas G., Saadi B., Petot C, Kusinski J.: K. Przybylski (edytor) Conf. Proc. on, Reactivity of Solids, Kraków, 19-23 June, 2000, Ceramics 61, Polish Ceramic Bullietin, Kraków, 2000, s. 111
• 8. Przybylski K, Smeltzer W. W.: J. Electrochem. Soc, 128, 1981, s. 897
• 9. Guzik Z, Obłąkowski J.: Syntetyczne monokryształy. Metody otrzymywania, wyd. „Śląsk", 1973
• 10. Stemmer S., Sane A., Browning N. D. oraz Mazanec T. J.: Solid State Ionics, 71, 130, 2000
• 11. Kusinski J., Petot-Ervas G., Petot C., Jouffrey B. oraz Schattshneider P.: Influence of Ca doping on microstracture and nanochemistry of the cobalt oxide single crystals (paper presented during the XI Conference on: Electron Microscopy of Solids Krynica'2002), Materials Chemistry and Physics - 2003 MCP9768 (artykuł w druku)
• 12. Paterson J. H., Krimnek O. L: Ultramicroscopy, 32, 319, 1990
• 13. Woermann E. oraz Muan A.: J. Inorg. Nuci. Chem. 32, 5, 970 s. 1457