Синтез, структура и совместимость сложных оксидов на основе ниобатов и манганитов висмута-лантана

Проект: Проект-Грант

Описание

Все заявленные для исследования образцы (Bi3Nb1-yEryO7-δ (y=0.0-1.0), La1-xBixNb1-yWyO4 (x=0.0-0.5, y=0.0-0.2), La1-xAxMn1-yByO3+δ, где A= Sr, Bi, B= Ni, Cu (x=0.0-0.5, y=0.0-0.3)) были получены с помощью твердофазного метода. Для получения замещенных манганитов лантана использовали и цитратно-нитратный метод синтеза. С помощью рентгенофазового анализа и полнопрофильного анализа по методу Ритвелда уточнена кристаллическая структура образцов. Для LaNb0.90W0.10O4 была обнаружена несоразмерно модулированная структура. Получить твердый раствор с двойным замещением La1-xBixNb1-yWyO4 (x=0.1-0.5; y=0.1-0.2) не удалось. Методами высокотемпературной рентгенографии и дилатометрии для ряда составов найдены фазовые переходы из одной кристаллической структуры в другую. Методом термогравиметрического анализа найдено, что наиболее термически устойчивыми являются манганиты лантана замещенные ионами никеля и меди. С помощью лазерной дифракции определено, что в целом для всех серий образцов, полученных твердофазным методом, средний размер частиц порошков составляет 10-20 мкм, цитратно-нитратным методом – 1-5 мкм. Плотность спекания керамических образцов, определенная методом гидростатического взвешивания, электролитных материалов Bi3Nb1-yEryO7-δ и La1-xBixNb1-yWyO4 составила 90-95 %, катодных – La1-xAxMn1-yByO3+δ (A= Sr, Bi, B= Ni, Cu) 75 % (вне зависимости от метода синтеза). Результаты подтверждены и сканирующей электронной микроскопией, где показано, что спеченные брикеты однородны по составу, с зернами различных форм и размеров. Полученные величины отвечают требованиям по плотности спекания керамических материалов, используемых в качестве электролитных и электродных материалов. Найденная разница в значениях коэффициентов термического расширения электродных и электролитных материалов является допустимой. И по результатам определения химической совместимости исследуемые материалы можно рассматривать при совместном использовании в электрохимических ячейках в среднем при температурах ниже 600 °С. Среди электролитных материалов наиболее электропроводящими являются замещенные ниобаты висмута, среди катодных – La1-xBixMnO3+δ с небольшим содержанием ионов висмута (с выигрышем для образцов, полученных цитратно-нитратным методом). В отличие от композита с замещенным ниобатом висмута в случае использования ниобата лантана наблюдается рост значений электропроводности по сравнению со значениями, полученными для чистых электролитов. Однако в случае использования композитных электродов (смесь замещенного манганита лантана и ниобата висмута в весовом соотношении 1:1) для электрохимических ячеек с электролитом Bi3Nb1-yEryO7-δ в низкотемпературной области измерений полученные значения электропроводности почти на порядок выше, чем при применении сложнооксидных электродов (на основе замещенного манганита лантана).
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания05/02/201631/12/2017

Keywords

  • 31.15.19 Химия твердого тела
  • РФФИ
  • НИЧ Куйбышева