Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Kompleksowy przegląd metod preparatyki, właściwości i zastosowań fotokatalitycznych różnych struktur perowskitowych

Miodyńska Magdalena, Cavdar Onur, Pancielejko Anna

Wiadomości Chemiczne

|

2024

|

[Z] 78, 3-4

243--262

EN

Perovskite materials for photocatalytic environmental and energy conversion applications have drawn excessive attention over recent years owing to their unique photoelectric and catalytic properties. As harvesting solar energy within the bounds of possibility is one of the main aims of photocatalysis, many research groups have devoted their efforts to developing perovskite-based photocatalytic materials from perovskite oxide to metal halide and double halide-based perovskite materials with various synthesis strategies. Particularly, halide and double halide-based perovskites are intriguing thanks to their tunable band gap and band structure depending on the type of halide. Apart from the obstacles related to charge separation and transport processes; instability under water, oxygen, and high temperature hindering their practical photocatalytic application are remaining challenges. Toxicity emerging from Pb2+ or Sn2+ release due to chemical instability is another concern to be tackled. Thusfar, replacing Pb2+ or Sn2+ with Bi3+ is one of the currentscopesin the perovskite photocatalysis area while ensuring chemical stability in halide-based perovskites and thus reducing toxicity. Despite all those challenges, the popularity of perovskite photocatalysis is growing amid the favorable light induced chemical reactions via a plentiful range of promising cost-effective manufacturing methods of perovskites. In this review, the principles and photocatalytic applications of the perovskite oxides, metal halide-based perovskites, and double halide-based are comprehensively discussed.

2

Wpływ domieszkowania halogenkami metali alkalicznych na właściwości warstw perowskitowych w ogniwach słonecznych

Szwanda Agata, Starowicz Zbigniew, Janicki Jarosław, Fryczkowski Ryszard

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2023

|

Vol. 6 (26)

66--78

EN

Perovskite cells are a new generation of solar cells that have gained significant attention in the field of photovoltaics due to their unique properties and potential benefits. Perovskites are a class of materials that have a characteristic crystal structure known as the perovskite structure. The typical chemical formula of perovskite is ABX3, where 'A' and 'B' are cations that differ in size, and 'X' is an anion, most often halogen. Doping with alkali metals in perovskite materials has shown a significant improvement in the efficiency of the solar cell, which is confirmed by numerous scientific studies. The addition of ru-bidium bromide and other alkali metals, such as lithium, sodium and potassium, affects the microstructure, electronic and optical properties of perovskites, which is crucial for the efficiency and stability of solar cells. The paper presents research results on doping with alkali metals for inorganic perovskite cells based on CsPbBr3. The process of doping with alkali metals was carried out in various stages of creating a Perovskite cell. The work presents the influence of the dopant on the structure of the perovskite and the obtained cell, as well as its optical and electrical properties. The conducted research indicates a positive effect of the addition of rubidium bromide, both in the phase of creating the lead bromide layer and during the application of cesium bromide. The most promising is the admixture of 9% rubidium bromide in the cesium bromide layer. In this way, the applied dopant is located in the perovskite structure, changing its optical and electrical properties.

3

Wpływ dodatku palladu do perowskitu LaFeO3 na aktywność katalityczną w utlenianiu węglowodorów

Kucharczyk B., Szczygieł B., Winiarski J., Kokot vel Kokocińska P.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 10

1684--1688

PL

Perowskity La1-xPdxFeO3 (x = 0-0,25) wytworzono przez wysokotemperaturową kalcynację (750°C) mieszaniny azotanów lantanu, żelaza i palladu. Przedstawiono charakterystykę katalizatorów zawierających różne ilości Pd (powierzchnia właściwa BET, XRD, SEM). Otrzymane perowskity zastosowano jako warstwę aktywną katalizatorów monolitycznych do utleniania metanu i n-heksanu. Częściowe zastąpienie La w perowskicie przez Pd zwiększało aktywność katalizatora w procesie utleniania obydwu węglowodorów. W utlenianiu metanu i heksanu wzrost aktywności katalizatora z perowskitem LaFeO3 następował przy zastąpieniu 0,15 mola i 0,1 mola La przez Pd. Aktywność perowskitu La1-xPdxFeO3 rosła ze wzrostem zawartości Pd.

EN

La, Fe and Pd nitrates were mixed together in various proportions and calcinated at 750°C to obtain La1-xPdxFeO3 (x = 0-0.25) perovskites supported on a steel substrate and then used as an active catalyst layer for oxidn. of MeH and hexane. A partial replacement of La with Pd in the perovskite resulted in an increase in their catalytic activity. The activity increased with increasing Pd content in perovskite.

4

Kompozytowe elektrody dla ogniw SPCFC

Skubida W., Cichy K., Świerczek K.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 2

138--151

PL

Celem niniejszej pracy było opracowanie kompozytowych elektrod dla ogniw SPCFC (ang. symmetrical proton ceramc fuel cell). W pracy zaprezentowano wyniki badań strukturalnych dwóch związków zsyntezowanych metodą wysokotemperaturowej reakcji w fazie stałej: materiału elektrolitowego Ba0,9La0,1Zr0,25Sn0,25In0,5O3−δ oraz elektrodowego SrFe0,75Mo0,25O3-δ. Niezależnie od warunków syntezy, oba tlenki przyjęły strukturę krystaliczną perowskitu prostego (grupa przestrzenna Pm-3m). Na drodze wysokotemperaturowych pomiarów dyfrakcyjnych wykazano również, że symetria Pm-3m dla obu związków utrzymuje się w całym analizowanym zakresie temperatur, tj. od 25 °C do 900 °C. Wartości współczynników rozszerzalności termicznej wyniosły dla elektrolitu i elektrody odpowiednio 12,4(2)∙10-6 K-1 i 18,5(4)∙10-6 K-1. Przedstawione zostały również wyniki elektrochemicznych pomiarów przewodnictwa gęstego spieku materiału elektrolitowego (ponad 95% gęstości teoretycznej) oraz ogniwa z kompozytowymi elektrodami w układzie symetrycznym, skonstruowanego w oparciu o badane materiały ceramiczne. Badania przeprowadzono w atmosferach nawilżonego powietrza syntetycznego i mieszaniny

EN

The main aim of this work was to develop composite electrodes for SPCFC (Symmetrical Proton Ceramic Fuel Cell). The paper presents the results of structural studies of two compounds synthesized by the solid state high-temperature reaction: electrolyte Ba0.9La0.1Zr0.25Sn0.25In0.5O3-δ and electrode SrFe0.75Mo0.25O3-δ. Regardless of the synthesis conditions, both oxides adopted the cubic perovskite crystalline structure (space group Pm-3m). By means of high-temperature diffraction measurements, it was also shown that Pm-3m symmetry for both compounds is maintained throughout the analyzed temperature range, i.e. from 25 °C to 900 °C. The values of coefficients of thermal expansion were calculated to be 12.4(2)∙10-6 K-1 and 18.5(4)∙10-6 K-1 for the electrolyte and the electrode, respectively. The results of electrochemical measurements of conductivity of dense electrolyte material sinter (above 95% of theoretical density) and a cell with composite electrodes in a symmetrical system constructed on the basis of studied ceramics are also presented. The tests were carried out in atmospheres of humidified synthetic air and Ar/H2 mixture. The total cell conductivity was 3.80•10-4 S•cm-1 at 500 °C.

5

Stabilność struktury pasmowej perowskitów w zastosowaniu do aplikacji fotowoltaicznych

Chyliński M., Szmajda M., Pławecki M., Rówiński E., Bzowski B.

Energetyka

|

2018

|

nr 5

299--300

6

Perowskity jako materiały funkcjonalne w fotowoltaice

Bzowski B., Wawrzyniak S., Trycz A. T., Pławecki M., Rówiński E., Chyliński M.

Energetyka

|

2018

|

nr 2

93--94

PL

Perowskity reagują na bodźce zewnętrzne, m.in. na światło. Metodą spiekania wyprasek w postaci pastylek wytworzono trzy tlenki o strukturze perowskitu: Ba0,5 Sr0,5 Co0,8 Fe0,2O3, La0,6 Sr0,4 Fe0,6 Co0,4 O3 oraz La2 Ni0,9 Co0,1O4. Badania optycznego współczynnika odbicia całkowitego i rozproszonego wykazały, że dwa pierwsze materiały absorbują fotony światła w zakresie ultrafioletowym, a ostatni materiał absorbuje fotony światła zarówno w pasmie widzialnym jak i bliskiej podczerwieni. Otrzymane rezultaty sugerują potencjalne zastosowanie w fotowoltaice perowskitu La2 Ni0,9 Co0,1 O4.

EN

Perovskites respond to external stimuli i.a. to light. Using the method of sintering powder compacts in the form of pastilles, three oxides of perovskite structure were manufactured: Ba.0,5 Sr0,5 Co0,8 Fe0,2 O3 , and La0,6 Sr0,4 Fe0,6 Co0,4 O3 oraz ; photons of light in the UV range while the last one absorbs photons both in the visible and near infrared (NIR) ranges. Obtained results suggest potential application of the above mentioned La2 Ni0,9 Co0,1 O4 perovskite in photovoltaics.

7

Struktura, spiekalność i właściwości transportowe protonowo przewodzących ceramik Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ (Ln: wybrane lantanowce)

Skubida W., Olszewska A., Niemczyk A., Cichy K., Zientara D., Świerczek K.

Materiały Ceramiczne

|

2017

|

T. 69, nr 1

18--27

PL

Niniejsza praca przedstawia analizę wybranych właściwości fizykochemicznych niestechiometrycznych tlenków perowskitowych z grupy Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ (gdzie Ln: La, Pr, Gd), wykazujących w nawilżonej atmosferze w temperaturach rzędu 400 °C i więcej przewodnictwo protonowe. Dokonano doboru składu chemicznego materiałów z rozważanej grupy, uwzględniając wartość współczynnika tolerancji Goldschmidta t, oczekiwaną wielkość niestechiometrii w podsieci tlenu δ oraz różnicę elektroujemności pomiędzy pierwiastkami obsadzającymi podsieci kationowe A i B w ABO3-δ. Wyniki pomiarów materiałów jednofazowych wykonane metodą rentgenografii strukturalnej z analizą Rietvelda pozwoliły w szczególności na określenie korelacji pomiędzy składem chemicznym, temperaturą wygrzewania i strukturą krystaliczną oraz rozmiarem krystalitów. Ponadto określono wpływ temperatury kalcynacji i dodatku In2O3 lub lepiszcza organicznego na spiekalność Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ. Pomiary właściwości transportowych wybranych materiałów, wykonane w różnych atmosferach, tj. powietrza suchego i powietrza nawilżanego 3% obj. H2O lub D2O, umożliwiły wyznaczenie składowej protonowej przewodnictwa elektrycznego. Uzyskane wyniki wskazują na potencjalną możliwość zastosowania rozważanych związków jako elektrolitów lub materiałów elektrodowych w przewodzących protonowo ogniwach typu SOFC lub elektrolizerach SOEC.

EN

This paper presents analysis of selected physicochemical properties of non-stechiometric perovskite-type oxides from the Ba1-xLnx(Zr,In,Sn)O3-δ group (where Ln: La, Pr, Gd) that in a humidified atmosphere at high temperatures around 400 °C and more show proton conductivity. Selection of chemical composition in the considered group was done by taking into account the calculated Goldschmidt’s tolerance factor, the expected oxygen non-stoichiometry and the difference of the electronegativity between the B- and A-site cations in ABO3-δ. In particular, the obtained results for single-phase materials using X-ray diffraction with Rietveld analysis made it possible to determine the correlation between the chemical composition, annealing temperature, crystalline structure and the grain size in the considered group of oxides. Moreover, the influence of calcination temperature and addition of In2O3 or organic binder on sinterability of the samples was determined. Transport properties measurements of selected materials, which were carried out in different atmospheres (i.e. dry air, wet air with 3 vol.% H2O or D2O) allowed us to determine proton component of the conductivity. The obtained results indicate a potential application of the studied compounds as electrolytes or electrode materials in proton-conducting solid oxide fuel cells (SOFC) or electrolysers (SOEC).

8

Topografia powierzchni i wybrane własności przewodzące cienkich warstw La1-xSrxCoO3 wytworzonych metodą PLD

Cyza A., Kopia A., Cieniek Ł., Kusiński J., Maziarz W.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2017

|

Vol. 84, nr 4

150--155

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących mikrostruktury i oporu elektrycznego cienkich warstw La1-xSrxCoO3 wytworzonych metodą ablacji laserowej (PLD − Pulsed Laser Deposition). Cienkie warstwy osadzono na monokrystalicznych podłożach Si oraz MgO o orientacji [001] z wykorzystaniem lasera impulsowego na ciele stałym Nd:YAG. Mikrostrukturę wytworzonych warstw zbadano za pomocą wysokorozdzielczego mikroskopu skaningowego (FEI Nova NanoSEM 450 wyposażonego w detektor EDS EDAX). Przeanalizowano także topografię powierzchni cienkich warstw z wykorzystaniem mikroskopu sił atomowych (Veeco Dimension®Icon™ SPM) oraz dokonano pomiaru chropowatości ich powierzchni za pomocą programu NanoScope Analysis. Analiza taka pozwoliła na zweryfikowanie jakości cienkich warstw La1-xSrxCoO3. W celu określenia przydatności wytworzonych warstw do detekcji gazów zbadano zmiany ich rezystancji w atmosferze NO2 z zastosowaniem wyspecjalizowanego stanowiska pomiarowego wykorzystującego elektrometr Keithley 6517 w warunkach stałego napięcia. Stwierdzone zmniejszenie rezystancji warstwy La0,8Sr0,2CoO3 w atmosferze gazu utleniającego jest charakterystyczne dla półprzewodnika typu p oraz zastosowanego gazu utleniającego, co potwierdza własności sensorowe warstwy.

EN

This paper presents the results of the microstructure investigations and electrical resistance analysis of La1-xSrxCoO3 thin films produced by laser ablation (PLD - Pulsed Laser Deposition) method. Thin films were produced on Si and MgO single crystals substrates with [001] orientation by the Nd:YAG solid-state pulsed laser. The microstructure of deposited films was investigated by a high resolution scanning electron microscope (FEI Nova NanoSEM 450 equipped with EDS detector EDAX). The surface topography of thin films was analyzed using atomic force microscope (Veeco Dimension®Icon ™ SPM), and surface roughness parameters were determined using Nanoscope Analysis software. This analysis allowed to verify the quality of prepared La1-xSrxCoO3 thin films. In order to determine sensitivity of thin films on a presence of 50 ppm of NO2 a specialized measuring station equipped with a Keithley 6517 electrometer at constant voltage mode was used. The observed resistance decrease of La0,8Sr0,2CoO3 thin films in oxidizing gas atmosphere is typical for p-type semiconductor and indicate that the layer exhibits sensitivity to this gas.

9

Fotowoltaika AD 2017 – perowskity czy krzem?

Bzowski B., Rówiński E.

Energetyka

|

2017

|

nr 12

824--824

PL

Systematyczny spadek cen paneli krzemowych a także poszukiwanie alternatywnych substancji umożliwiających konwersję promieniowania słonecznego na energię elektryczną stanowią dwa konkurujące trendy, mimo braku ustawy pozwalającej na przewidywalność zysków z instalacji fotowoltaicznych. Wśród różnych kierunków poszukiwań jak: ogniwa barwnikowe, CIGS, za sprawą prac O. Malinkiewicz na czoło wysunęły się perowskity [1.2].

EN

Systematic drop in prices of silicon panels as well as the search for alternative substances enabling conversion of solar radiation into electric energy constitute two competing trends despite the lack of an act allowing anticipation of gains from PV installations. But now, among various directions of a search for the best methods of solar radiation conversion like using dye-sensitized solar cells or CIGS, there are the perovskites that due to O. Malinkiewicz works are taking the lead.

10

Study of ceramic pigments with perovskite structure

Dohnalová Ż., Sulcová P., Gorodylova N.

Materiały Ceramiczne

|

2016

|

T. 68, nr 3

188--192

EN

Our attention was focused on preparation of inorganic pigments based on the perovskite structure of SrSnO3, in which part of tin ions was substituted by ions of terbium and titanium or terbium and cerium. The particle size (d50) of all pigments is between 2-3 μm. Powders with the general formula SrSn0.6-xTixTb0.4O3, where x = 0.1-0.6, provide an intensive yellow colour hue in application into an organic binder, and white glossy surfaces in application into a ceramic glaze. A SrSn0.4Ti0.2Tb0.4O3 sample offers the best colour parameters in application into the organic binder: the highest amount of yellow hue (b* = 58.95) and the highest saturation (C = 59.05). Powders with the general formula SrSn0.6-xCexTb0.4O3, where x = 0.1-0.6, also provide an intensive yellow colour hue in application into the organic binder and dark yellow-orange glossy surfaces in application into the ceramic glaze. The most interesting yellow colour hue has powder SrSn0.4Ce0.2Tb0.4O3 applied into the organic binder. In application into the ceramic glaze, an increase of cerium ions content in pigment shifts the hue from yellow to dark orange.

PL

Uwagę skupiono na przygotowaniu nieorganicznych pigmentów opartych na perowskitowej strukturze SrSnO3, w której część jonów cyny podstawiono jonami terbu i tytanu lub terbu i ceru. Rozmiar cząstek (d50) wszystkich pigmentów mieścił sie pomiędzy 2-3 μm. Proszki o wzorze ogólnym SrSn0.6-xTixTb0.4O3, gdzie x = 0.1-0.6, dostarczają intensywny odcień koloru żółtego w zastosowaniu do spoiwa organicznego i białe połyskujące powierzchnie w zastosowaniu do szkliwa ceramicznego. Próbka SrSn0.4Ti0.2Tb0.4O3 oferuje najlepsze parametr barwne w zastosowaniu do spoiwa organicznego: największy udział odcienia żółtego (b* = 58.95) i największe nasycenie (C = 59.05). Proszki o wzorze ogólnym SrSn0.6-xCexTb0.4O3, gdzie x = 0.1-0.6, również dostarczają intensywny odcień koloru żółtego w zastosowaniu do spoiwa organicznego i ciemne żółto-pomarańczowe powierzchnie w zastosowaniu do szkliwa ceramicznego. Najbardziej interesujący odcień koloru żółtego ma proszek SrSn0.4Ce0.2Tb0.4O3 zastosowany do spoiwa organicznego. W zastosowaniu do szkliwa ceramicznego wzrost stężenia jonów ceru w pigmencie przesuwa odcień żółty do ciemnopomarańczowego.

11

Wykorzystanie efektu plazmonowego na cząstkach metali do wzbudzenia emisji w konwerterach światła

Kędra A., Socha R.P., Szyk-Warszyńska L., Lipiński M., Łaba K., Warszyński P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2015

|

Vol. 56, nr 8

25-26

PL

Celem naszej pracy jest zwiększenie wydajności krzemowych ogniw słonecznych poprzez wykorzystanie efektu plazmonowego na cząstkach metali do wzbudzenia emisji w konwerterach światła. Cząstkami plazmonicznymi wykorzystywanymi w naszych badaniach są koloidy złota w toluenie natomiast, jako konwertery światła wykorzystywane są perowskity hybrydowe CH3NH3PbxEu1-x Br 3 (x = 1 lub 0,5). Pierwsze rezultaty wykazały przesunięcia na widmach luminescencji w zależności od stężenia złota i stosunku molowego europu do ołowiu.

EN

The aim of our research is to increase silicon solar cells efficiency by combination the plasmonic and the light conversion effect. In our research, we focus on impact of gold nanoparticles concentration on organic- inorganic halide CH3NH3PbxEu1-x Br 3 (x = 1 or 0.5) perovskites. In our experiments we observed shifts in the luminescence spectrum depending on gold concentration and europium to lead ratio.

12

Internal Friction in the PFN Ceramics with Chromium Dopand

Zachariasz R., Bochenek D., Bruś B.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1773--1776

EN

An aim of this work was to determine an influence of an admixture, the chromium (for x from 0.01 to 0.06), on the mechanical properties of the PFN ceramics. The ceramics with chemical composition Pb(Fe0.5−xCr

PL

W pracy przedstawiono wpływ domieszki chromu (dla x = 0,01 − 0,06) na właściwości mechaniczne ceramiki PFN. Ceramika o składzie chemicznym Pb(Fe0.5−xCr

13

Electrical Properties Of Indium And Yttrium-Doped Barium Cerate-Based Compounds For Use As Ceramic Fuel Cell Electrolytes

Gaweł R., Przybylski K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

989--992

EN

The aim of this work is to compare the electrical properties of BaCe0.85Y0.15O3−δ (BCY15), BaCe0.70In0.30O3−δ (BCI30) and a composite material consisting of 30%vol. BCY15 and 70%vol. Ce0.85Y0.15O2−δ (YDC15). BCY15 and YDC15 were synthesized by co-precipitation, whereas BCI30 was obtained using the solid-state reaction method. Pellets were initially formed from powders at 5 MPa, after which they were isostatically pressed at 250 MPa and sintered at 1500°C. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used to determine the electrical properties of the samples in both air (pO2 = 0.021 MPa) and Ar-5%H2 atmospheres. In the temperature range 200-400°C in air atmosphere the highest conductivity values were determined for BCY15 (5,22·10−5 − 2.74·10−3 S/cm). On the other hand, the electrical conductivity values obtained for Y70B30 in both atmospheres between 200 and 550°C are in the order of magnitude of 10−7 − 10−3 S/cm. Consequently, it can be concluded that the compounds exhibit significant H+ and O2− electrical conductivity at temperatures above 500°C, which indicates the possibility for their potential use as ceramic fuel cell electrolytes.

PL

Celem niniejszej pracy jest porównanie właściwości elektrycznych związków BaCe0.85Y0.15O3−δ (BCY15), BaCe0.70In0.30O3−δ (BCI30) oraz materiału kompozytowego złożonego z mieszaniny 30%obj. BCY15 i 70%obj. Ce0.85Y0.15O2−δ (YDC15). Proszki BCY15 i YDC15 były syntezowane metodą współstrącania, natomiast proszek BCI30 otrzymano metodą reakcji w fazie stałej. Z proszków formowano wstępnie pastylki pod ciśnieniem 5 MPa, a następnie prasowano izostatycznie pod ciśnieniem 250 MPa i spiekano w temperaturze 1500°C. W celu określenia właściwości elektrycznych próbek posłużono się metodą elektrochemicznej spektroskopii impedancyjnej (EIS). Badania wykonano w atmosferze powietrza (pO2 = 0.021 MPa) oraz w mieszaninie gazów Ar-5%H2. W zakresie temperatur 200-400°C w atmosferze powietrza najwyższe wartości przewodnictwa uzyskano w przypadku BCY15 (5,22·10−5 − 2.74·10−3 S/cm). Natomiast wartości przewodnictwa dla Y70B30 mierzone w obu atmosferach w zakresie 200-550°C są rzędu 10−7 − 10−3 S/cm. Z otrzymanych wyników badań wynika, że w/w związki posiadają znaczne przewodnictwo zarówno protonowe (H+) jak i jonowe (O2−) w temperaturach powyżej 500°C, co wskazuje na możliwość potencjalnego zastosowania tych materiałów jako elektrolity w ceramicznych ogniwach paliwowych.

14

Cienkie warstwy LaCoO3 na bazie perowskitu wykonane metodą ablacji laserowej

Szelc J., Kopia A., Cieniek Ł.

Inżynieria Materiałowa

|

2013

|

Vol. 34, nr 6

903--906

PL

W pracy przedstawiono wyniki badan wpływu parametrów procesu ablacji laserowej (gęstość energii wiązki, długość fali promieniowania laserowego, temperatura podłoża) na mikrostrukturę wytworzonych cienkich warstw. Mikrostrukturę otrzymanych warstw analizowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), mikroskopu sił atomowych (AFM) oraz dyfrakcyjnej, rentgenowskiej analizy fazowej (XRD). Analiza rentgenowska wykazała brak zmian składu fazowego w tarczy przed i po procesie ablacji laserowej. W warstwach wytworzonych w temperaturze T = 600°C uzyskano uprzywilejowany kierunek wzrostu (110). Wyznaczona średnia wielkość krystalitów dla warstw LaCoO3-KrF-600 wynosiła 30 nm, a dla warstw LaCoO3-Nd-Yag-600 wynosiła 20 nm. Ponadto na stopień rozwinięcia powierzchni oraz brak wad powierzchniowych duży wpływ ma rodzaj zastosowanego lasera. Warstwy wolne od kropel i o rozwiniętej powierzchni otrzymano z zastosowaniem lasera ekscymerowego.

EN

This paper presents the results of the influence of laser ablation process parameters (energy density of the beam, the wavelength of the laser radiation, substrate temperature). The microstructure of the thin films were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) with EDS analysis, atomic force microscopy (AfM), and x-ray phase analysis (XRD). X-ray analysis showed no change in the phase composition of the target after the laser ablation process. The layers deposited at T = 600°C was obtained with preferential direction of growth (110). The crystals size of LaCoO3-KrF-600 thin films was 30 nm and for LaCoO3-Nd-Yag-600 thin films was 20 nm. In addition on the extend of surface development and defects on the surface influence the type of the laser. The thin films free of the drops and with good development surface was obtained using excimer lase.

15

Synthesis, microstructure and the crystalline structure of the barium titanate ceramics doped with lanthanum

Wodecka-Duś B., Plońska M., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1305--1308

EN

In the present study BaTiO3 and Ba1-xLaxTiO3 (0.1-0.4mol.% La) ceramic powders were synthesized by the conventional mixed oxide method (MOM). The characterization of the ceramic powders was carried out using a simultaneous thermal analysis (STA), with a combined DTA/TG/DTG system (Netzsch STA409). The results of thermal analysis allowed to determine the optimal temperature of synthesis. Microstructure was investigated by scanning electron microscopy (SEM), crystalline structure was studied by X-ray diffraction method (XRD). The EDS investigations showed that samples exhibited conservation of stoichiometry according to the chemical composition formula. The X-ray diffraction analysis confirmed formation of the desired crystalline structure both pure and La3+-doped BaTiO3 ceramics exhibiting a perovskite-type structure ABO3 with tetragonal symmetry P4 mm.

PL

W prezentowanej pracy przeprowadzono badania ceramiki BaTiO3 and Ba1-xLaxTiO3 (BLT) dla koncentracji z prze- działu 0,001< x <0,004 (0,l-0,4mol.% La). Ceramikę BLT wytworzono z mieszaniny prostych tlenków La2O3, TiO2 i BaCO3 (wszystkie o czystości 99,9+%, Aldrich Chemical Co.) Proszki ceramiczne otrzymano metodą konwencjonalną w stanie stałym (metodą MOM) i poddano badaniu mikrostruktury i struktury krystalicznej. Mieszaniny proszków poddano analizie termicznej. Wyniki analizy termicznej określiły optymalną temperaturę syntezy oraz procesy zachodzące podczas ogrzewania proszków. Następnie proszki formowano w dyski pod ciśnieniem 300MPa w matrycach ze stali nierdzewnej o średnicy 10 mm. Syntezę przeprowadzono w Ts =950°C t =2 godz. Ostatnim krokiem technologii było bezciśnieniowe spiekanie metodą swobodnego spiekania w T = 1350°C przez t =2 godziny. Morfologię otrzymanego materiału ceramicznego obserwowano metodą skaningowej mikroskopii elektronowej. Ceramikę BLT badano również pod względem składu chemicznego metodą EDS. Analizę strukturalną przeprowadzono metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Badania mikrostruktury i struktury krystalicznej ceramiki przeprowadzono w temperaturze pokojowej. Badania EDS potwierdziły zachowanie stechiometrii otrzymanych próbek według wzoru chemicznego. Rentgenowska analiza dyfrakcyjna potwierdziły wytworzenie pożądanej struktury krystalicznej zarówno czystej ceramiki BaTiO3 jak i z domieszką La3+. Otrzymana ceramika wykazuje strukturę typu perowskitu ABO3 o symetrii tetragonalnej P4 mm. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem stężenia La3+ w BaTiO3 następuje zmniejszenie wielkości ziarn krystalicznych, zmniejszenie średniego wymiaru krystalitów, zmniejszenie objętości komórki elementarnej oraz wzrost obliczonej rentgenowskiej gęstości.

16

Otrzymywanie oraz charakterystyka roztworu stałego Sr(Mn1-xNix)O3 w odniesieniu do jego wykorzystania w przenoszeniu tlenu w pętli chemicznej

Ksepko E., Topolnicka T., Talik E. K., Ściążko M.

Przemysł Chemiczny

|

2009

|

T. 88, nr 6

674-676

17

Wybrane właściwości fizykochemiczne perowskitów serii Sm1-xSrxCO0,2Fe0,8O3-ð

Świerczek K., Pelic B., Molenda J.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 2

92-96

PL

W niniejszej pracy przedstawiono charakterystykę właściwości strukturalnych, transportowych oraz wyniki pomiarów współczynnika rozszerzalności temperaturowej dla serii materiałów o strukturze perowskitu Sm1(-x)Sr(x)Co(0.2)Fe(0.8)O(3-ð), które są potencjalnymi materiałami katodowymi dla wysokotemperaturowych ogniw tlenkowych SOFC. Podstawienie trójwartościowych jonów samaru dwuwartościowymi jonami strontu jest korzystne z punktu widzenia zarówno właściwości transportowych (zwiększenie wartości przewodnictwa elektrycznego, pojawienie się w strukturze wakancji tlenowych w wysokich temperaturach, co warunkuje możliwość transportu jonowego) jak i strukturalnych (zmniejszanie się dystorsji obecnej w strukturze krystalicznej, a więc bardziej efektywne przykrywanie orbitali metal 3d - tlen). Równocześnie obserwuje się zwiększenie wartości współczynnika rozszerzalności temperaturowej, w szczególności w wysokich temperaturach, co jest zjawiskiem niekorzystnym z punktu widzenia potencjalnego zastosowania tych materiałów. Efekt ten należy wiązać z obecną w tym zakresie temperatur dużą niestechiometrią tlenową. W przypadku znacznego stopnia podstawienia (x = 0,8) obserwuje się pogorszenie właściwości transportowych materiału.

EN

In this paper, the results of structural, transport and thermal expansion coefficient measurements of the perovskite type Sm(1-x)Sr(x)Co(0.2)Fe(0.8)O(3-ð) materials are presented. These compounds are considered as possible cathode materials for the Solid Oxide Fuel Cells. Substitution of Sm(3+) ions by Sr(2+) is beneficial to the transport properties of these materials, leading to higher electrical conductivity, an appearance of oxygen vacancies at high temperatures, which makes ionic transport possible. It is also advantageous in terms of structural properties. A decrease of distortion of the crystal lattice allows 3d metals and oxygen orbitals to overlap more effectively. Simultaneously, higher values of the thermal expansion coefficient are observed, especially at the high temperatures. This effect, which may be associated with the higher deviation from oxygen stoichiometry, is disadvantageous in terms of a possible application of these materials. For the compound with a large degree of substitution (x = 0,8), deterioration of the transport properties is observed.

18

Otrzymanie i właściwości biferroikowej elektroceramiki PFN

Bochenek D., Surowiak Z., Dudek J.

Materiały Ceramiczne

|

2009

|

T. 61, nr 2

75-79

PL

Ceramika PbFe1/2Nb1/2O3 (PFN) wykazuje właściwości multiferroiczne z dwoma uporządkowanymi podukładami: ferroelektrycznym (przemiana fazowa zachodzi w temperaturze ok.112°C) i antyferromagnetycznym (przemiana fazowa zachodzi w temperaturze ok.-130°C) [1-2]). Te interesujące właściwości powodują, że staje się ona interesującym materiałem do produkcji funkcjonalnych, inteligentnych elementów, które mocno reagują na różne typy zewnętrznych oddziaływań (np.: magnetycznych, elektrycznych, mechanicznych lub cieplnych). Materiał PFN może stanowić dielektryczny i magnetyczny ośrodek dla wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych (MLCC) i induktorów, wielowarstwowych mikrofalowych rezonatorów czy urządzeń pamięciowych [3-5]. W niniejszej pracy jedno- i dwuetapową metodą syntezy otrzymano i zbadano biferroikową ceramikę PFN domieszkowaną tlenkiem bizmutu. Zagęszczanie odbywało się drogą spiekania swobodnego. Otrzymane próbki poddano badaniom mikrostrukturalnym, badaniom parametrów dielektrycznych oraz stałoprądowego przewodnictwa elektrycznego. Badania wykazały, że syntetyzowanie dwuetapową metodą kalcynacji proszku (metoda kolumbitu) zapewnia dobre warunki do otrzymania ceramiki PbFe1/2Nbi/2O3 o optymalnych parametrach użytkowych. Domieszkowanie ceramiki PFN bizmutem zwiększa jej maksymalne wartości przenikalności elektrycznej jednocześnie zwiększając straty dielektryczne i przewodnictwo elektryczne.

EN

The PbFe1/2Nb1/2O3 (PFN) ceramics shows multi-ferric properties with two well ordered subsystems: (i) ferro-electric and (ii) anti-ferromagnetic with the phase transition at about 112°C and -130°C, respectively [1-2]. Those properties cause that it becomes an interesting material for the production of multi-functional intelligent elements, namely those, which strongly react to different types of external influences eg.: magnetic, electric, mechanical or thermal. The PFN material can be used as a dielectric and magnetic medium for the multilayer ceramic capacitors (MLCC) and inductors, multilayer microwave resonators and memory devices [3-5]. The PFN ceramics and the PFN ceramics doped with bismuth were obtained by the one and two stage method and examined in the work. Densification was carried out by natural sintering. The specimens were subjected to microstructure and dielectric examinations and to the tests of direct current conductivity. The tests showed that a powder synthesis by the two stage columbite method involving calcination creates favorable conditions for obtaining the PbFe1/2Nb1/2O3 ceramics with the optimum application parameters. Admixtures of bismuth to the PFN ceramics increased a maximum of electric permittivity, increasing simultaneously dielectric losses and electric conduction.

19

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

Bućko M. M., Dudek M.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

244-248

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.

20

Colour possibilities of the CuAI2-xLnxO4 pigments

Dohnalova Z., Sulcova P., Trojan M.

Materiały Ceramiczne

|

2008

|

T. 60, nr 4

139-142

EN

Our attention was focused on preparation of mixed metal oxide pigments doped with ions of lanthanides with the general formula CuAI2-xLnxO4, where x = O to 2 and Ln = Eu, Sm, Nd, Y, La, Tm. The pigments were synthesized by solid state reactions at high calcination temperatures of 900-1100°C. The resultant colour impression of the pigments was related to ionic radii of rare earth cations. Trivalent rare earth ions with ionic radii bigger than 0.092 nm (Sm, Nd, Eu and La) caused the formation of black color pigments, whereas the formation of turquoise pigments was conditioned by size of ionic radii less than 0.092 nm (Y, Tm). Temperature 900°C was not suitable for the synthesis of this kind of pigments. On the diffraction pattern of the CuAI(2)O(4) sample, unreacted CuO was identified next to the spinel compound. Besides, the higher calcination temperatures (1000 and 1100°C) caused the formation of darker black and deeper turquoise pigments.

PL

Naszą uwagę skupiliśmy na preparatyce pigmentów z mieszanych tlenków metali, dotowanych jonami lantanowców. Ogólny wzór tych pigmentów był: CuAI2-xLnxO4, gdzie x zawarty był w granicach 0-2, a za Ln podstawiano: Eu, Sm, Nd, Y, La, Tm. Syntezę pigmentów prowadzono w drodze reakcji w fazie stałej, w zakresie temperatur 900-1100°C. Barwa pigmentów związana była z promieniem jonowym kationów ziem rzadkich. Jony trójwartościowe, o promieniu jonowym większym od 0,0092 nm (Sm, Nd, Eu i La) powodowały powstawanie pigmentów o barwie czarnej, podczas gdy powstawanie pigmentów turkusowych było uwarunkowane promieniem jonowym mniejszym od 0,092 nm (Y, Tm). Temperatura syntezy 900°C była za niska do syntezy w/w pigmentów, ponieważ dyfraktogramy próbek syntezowanych w tej temperaturze, obok CuAI204, wykazały obecność nieprzereagowanego CuO. W wyższych temperaturach kalcynacji (1000 i 1100°C) powstawały pigmenty o głębszej barwie, zarówno czarnej jak i turkusowej.