Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimization of synthesis of single phase nanostructured LiFePO4 materials

Winkowska M., Lipińska L., Strachowski T., Wasiucionek M.

Materiały Elektroniczne

|

2016

|

T. 44, nr 3

4--8

EN

LiFePO4 samples were first prepared by a modified sol - gel process and then the resulting LiFePO4 xerogel was ground and calcined in a tube furnace in an inert atmosphere in nitrogen flow. The main goal of this research work which was lowering the temperature and the time of synthesis of LiFePO4 was achieved. It was confirmed that the material contains only a LiFePO4 triphylite phase and that the presence of carbon resulting from pyrolysis of initial carbonaceous reagents does not affect the crystalline structure of the material.

PL

Próbki materiału LiFePO4 przygotowano zmodyfikowaną metodą zol - żel. Otrzymany kserożel został roztarty w moździerzu i kalcynowany w piecu rurowym w atmosferze ochronnej, w przepływie azotu. Główny cel pracy jakim było obniżenie temperatury i czasu trwania procesu, został osiągnięty. Potwierdzono, że materiał ten składa się tylko z tryfilitowej fazy LiFePO4. Dowiedziono, że węgiel obecny w próbce, pochodzący z rozkładu pirolitycznego wyjściowych soli organicznych nie wpływa na formowanie się fazy krystalicznej.

2

The thermal stability, local structure and electrical properties of lithium-iron phosphate glasses

Jóźwiak P., Garbarczyk J. E., Wasiucionek M., Gorzkowska I., Gendron F., Mauger A., Julien C.

Materials Science Poland

|

2009

|

Vol. 27, No. 1

307--318

EN

Amorphous analogues of lithium-iron phosphates (LFP), which are promising cathode materials for Li ion batteries, were prepared by the standard press-quenching method and their thermal stability, as well as structural and electrical properties, were studied for the first time. The glass transition temperature, Tg, determined by the differential thermal analysis (DTA) is composition-dependent and lies in the 492-523 °C range. The local structure, studied by the FTIR absorption spectroscopy, and the thermal stability are found to be almost insensitive to the lithium content. Studies on the electrical properties, carried out by impedance spectroscopy, have shown that the total electrical (predominantly polaronic) conductivity at 450 °C approaches 10-2 Socm-1. The room temperature conductivity of samples after their nanocrystallization (induced by annealing at the temperature of the beginning of crystallization) was higher by a factor of 4-10 (depending on composition) than that of the as-received glass. Therefore, nanocrystallization seems to be a promising way to enhance the electrical conductivity of amorphous lithium-iron phosphates.

3

New composite materials prepared by high-pressure infiltration of superionic glasses into diamond powder compacts

Foltyn M., Zgirski M., Garbarczyk J., Wasiucionek M., Pałosz B., Gierlotka S., Nowiński J.L.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

141--146

EN

Glassy-crystalline composites have been prepared by infiltrating highly conducting silver vanadate glasses into diamond powder compacts. The process of infiltration was carried out at a high isostatic pressure (from 1.5 to 8 GPa) and temperatures up to 800 °C. The resulting composites have conductivities comparable to those of glasses used for infiltration, but exhibit a wider range of thermal stability (up to 300 °C) than glasses. Additionally, they have much better mechanical properties, in particular, being less brittle and exhibiting higher microhardness than glasses.

4

EXAFS/XANES studies of the local structure of amorphous ionic and electronic-ionic conductors

Wasiucionek M., Garbarczyk J., Bacewicz P., Jóźwiak J, Nowiński J.L.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

181--186

EN

X-ray absorption spectroscopy methods such as EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) and XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure) are sophisticated and effective tools for studying the local structure of many solids and liquids. Their use is particularly valuable in the case of amorphous systems, in which due to the absence of long-range order the possibilities of structure determination by diffraction methods are limited. EXAFS and XANES have been extensively used to study the local structure of many electrically conducting (via ions, electrons, or both electrons and ions) solids. The special merit of the latter studies is that their results reveal the short-range structure of these conductors, which is an important factor determining their transport properties. The paper reports recent results of EXAFS/XANES studies on the local structure of selected electrically conducting glasses of the Li2O-V2O5-P2O5 system and their silver analogues. All spectra were acquired at the K-edge of vana

5

Evaluation of transference numbers in mixed conductive lithium vanadate-phosphate glasses

Jozwiak P., Garbarczyk J.E., Wasiucionek M.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

148--153

EN

A method for evaluating the transference numbers in mixed electronic-ionic glasses of the Li2O-V2O5-P2O5 system is proposed and tested, basing on the analysis of temperature dependences of the total conductivity of these glasses. The method consists of representing experimental non-Arrhenius temperature dependences of the total conductivity by a sum of two Arrhenius-like contributions. The latter ones were tentatively attributed to the electronic and ionic partial conductivities.

6

Crystallization processes in superionic AgI-Ag2O-P2O5 ([Ag2O]/[P2O5] = 3) glasses

Nowiński J.L., Mroczkowska M., Garbarczyk J.E., Wasiucionek M.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 1

161--167

EN

Crystallization processes in superionic AgI-Ag2O-P2O5 ([Ag2O]/[P2O5] = 3) glasses were investigated by X-ray, DSC, SEM, and impedance spectroscopy. It was found that the crystallization process depended on the total concentration of the AgI dopant in the material and on the thermal treatment of the glass. During quenching of the glass melt, the following phases are successively formed with increasing total AgI concentration: pure glass without detectable (XRD) traces of crystalline phases, glasses containing ß-AgI and some other, unidentified crystallites precipitated on the surface, and finally a composite material, namely a glass matrix in which ß/gamma-AgI inclusions are embedded. Glasses containing x < 50 mol % of AgI do not crystallize during annealing. Two bulk crystallization processes were identified in solid glasses with 50 < x < 75 mol %. During annealing, the initial product of crystallization transforms to the final one. There is an evidence that crystallization is preceded by a pre-crystallization stage, in which the glass matrix becomes inhomogeneous, forming nano-sized volumes.

7

Nanokrystalizacja szkieł o wysokiej przewodności elektrycznej.

Garbarczyk J.E., Nowiński J.L., Wasiucionek M., Jóźwiak P., Latuch J., Wnętrzewski B.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 4

583-596

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nanomateriałów szklisto-krystalicznych na bazie szkieł układów AgI-Ag2O-V2O5, AgI-Ag2O-P2O5 i Li2O-V2O5-P2O5. Nanomateriały otrzymywano dwoma metodami - przez wygrzewanie wyjściowych szkieł w temperaturze zbliżonej do temperatury krystalizacji, oraz przez ultraszybkie chłodzenie roztopionych mieszanin zawierających dużą nadwyżkę jednego ze składników (AgI), która przy typowej szybkości chłodzenia prowadziłaby do masowej krystalizacji próbki. Stwierdzono, że wygrzewanie wyjściowych szkieł w temperaturze krystalizacji, wyznaczonej z pomiarów DSC, prowadzi do wyraźnej poprawy przewodności elektrycznej materiałów. Podwyższeniu ulega także górna granica temperatury, w której właściwości próbek są stabilne. Obserwowana wyraźna korelacja między temperaturami, w których mają miejsce zmiany przewodnictwa elektrycznego i wyznaczonymi z termogramów DSC temperaturami przejścia szklistego i krystalizacji jednoznacznie wskazuje na wpływ struktury materiału na transport ładunku elektrycznego. Badania rentgenograficzne potwierdziły amorficzność wyjściowych szkieł oraz pozwoliły prześledzić proces tworzenia się krystalitów w matrycy szklistej w trakcie nanokrystalizacji. Rozmiary powstałych ziaren krystalicznych wynosiły od 20 nm do ponad 100 nm (zależnie od składu i etapu procesu nanokrystalizacji). Zaproponowano model opisujący związek między ilością i wielkością krystalitów w nanomateriałach układu Li2O-V2O5-P2O5 a obserwowanymi zmianami przewodności elektrycznej.

EN

Results of studies of glass-crystalline nanomaterials based on glasses of the AgI-Ag2O-V2O5, AgI-Ag2O-P2O5 and Li2O-V2O5-P2O5 systems are presented. These nanomaterials were prepared by two methods: annealing of initial glasses at crystallization temperature and ultrafast quenching of molten mixtures containing an excess of one component (AgI). It was found that the annealing of glasses at crystallization temperature (determined from DSC thermograms) leads to a considerable increase in electrical conductivity of the annealed materials. Also the upper thermal stability limit of the samples increases. The correlation between temperatures at which conductivity of the samples undergo noticeable changes and glass transition and crystallization temperatures, determined from DSC scans, indicate the influence of material's structure on transport of electrical charges. X-ray diffraction studies confirmed amorphous state of as-obtained glasses and showed the formation of crystallites during nanocrystallization. Dimensions of these crystallites were from 20 nm to above 100 nm. A model explaining the effect of concentration and dimensions of crystallites on observed changes of electrical conductivity was proposed.

8

Amorficzne przewodniki jonowe oparte na żelach polikrzemianowych

Wasiucionek M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Fizyka

|

2002

|

z. 50

3-90

PL

Niniejsza rozprawa dotyczy przeprowadzonych przez autora badań właściwości fizycznych, głównie przewodności elektrycznej, amorficznych przewodników jonowych opartych na żelach polikrzemianowych. W ramach tych badań otrzymano wiele serii monolitycznych próbek żeli polikrzemianowych. Część otrzymanych żeli była poddawana wymianie w roztworach wygranych soli litowych (liBF 4, LiPF 6, LiI) w typowych rozpuszczalnikach bezwodnych, takich jak np.: węglan propylenu (PC). Inną grupę żeli przewodzących jony litu otrzymano, wprowadzając odpowiednie sole litowe (LiNo3, LiCl, LiBr) na samym początku procesu zol-żel. Właściwości fizyczne otrzymanych zoli i żeli charakteryzowano przy użyciu spektrofotometrii fluorescencyjnej (spektrofluorymetrii) oraz metod termodynamicznych - różnicowej analizy termicznej (DTA) i analizy termograwimetrycznej (TGA). Właściwości elektryczne, przede wszystkim przewodność jonową żelowych przewodnikówjonowych oraz zoli i roztworów używanych do wymian, badano metodą spektroskopii impedancyjnej w szerokim zakresie częstości (20 mHz-10MHz). Badania te przeprowadzono w funkcji temperatury w zakresie od 120 K do około 320 K. Wykonano również analogiczne pomiary w funkcji czasu. Powyższe badania uzupełniono o pomiary fluorymetryczne z użyciem światła spolaryzowanego, które pozwoliły śledzić zmiany dynamiki lokalnych ruchów cząsteczek fazy ciekłej. Przeprowadzone badania pozwoliły stwierdzić, że przewodność elektryczna żelowych przewodników jonowych osiąga wartości nieco niższe od przewodności samej fazy ciekłej wypełniającej pory żelu. Oznacza to, że transport jonów w takich przewodnikach zachodzi przede wszystkim wewnątrz fazy ciekłej. Jest on jednak zmodyfikowany w stosunku do transportu w "swobodnej" fazie ciekłej. Jako przyczyny tej modyfikacji zidentyfikowano: udział objetościowy nieprzewodzącej fazy stałej (szkieletu żelu), znaczny stopień komplikacji sieci porów w żelu i ich fraktalny charakter oraz zmiany dynamiki lokalnych ruchów cząsteczkowych fazy ciekłej wewnątrz porów.

EN

This work concerns author`s studies of physical properties, mainly electrical conductivity, of amorphous ionic conductors based on silicate gels. In these studies many series of monolithic silica cel samples were prepared. A part of them were exchanged in selected solutions of lithium salts (e.g. LiBF4, LiPF6, LiI) in anhydrous solvents (e.g. propylene carbonate -PC). Another groups of lithium conducting gels were prepared , by addition of selected lithium salts (liNO3, LiCI, LiBr) at the beginnibg of the sol-gel process. Physical properties of the prepared sols and gels were characterized by fluorescence spectrophotometry (spectrofluorimetry) and thermodynamic methods - Differential Thermal Analysis (DTA) and Thermogravimmetric Analysis (TGA). Electrical properties, mainly ionic conductivity of ionically conducting gels, but also od sols and solutions used for exchanges, were studied by impedance spectroscopy in a wide range of frequency (20mHz-10MHz). These measurements were carried out in a wide temperature range from 120K to 320K. Some impendance spectroscopy measurements were also done as a function of time. In addition to the above experimental methods, also polarization fluoroscence spectrophotometry technique was used to study changes of local dynamics of pore liquids during gelation. The studies enabled to state that electrical conductivity of the prepared gel ionic conductors is high (even 10-2 S/cm at 20 st. Celsjusza), but always slightly lower than the conductivity of the corresponding pore liquids. This has been interpreted as a demonstration of the fact that conduction in such systems occurs within the liquid phase of the gel ionic conductor, but the ion transport in gel conductors is modified respective to the transoport of the bulk form of its liguid phase. The sources of such modification were identified as: presence of the non-conducting nanoporous solid phase (gel framework), its interaction with the liquid phase causing changes of local dynamics i\of the liquid and complicated system of pores impeding the transport.