Редкие металлы, полупроводники | |
Название | Синтез и исследование катионпроводящих фаз в системе YbPO4 – Na3PO4 – Li3PO4 |
DOI | 10.17580/tsm.2019.10.06 |
Автор | Купенко В. И., Садыкова М. М., Зимина Г. В., Фомичев В. В. |
Информация об авторе | МИРЭА — Российский технологический университет (Институт тонких химических технологий им. М. В. Ломоносова), Москва, Россия: В. И. Купенко, магистр каф. химии и технологии редких и рассеянных элементов, наноразмерных и композиционных материалов имени К. А. Большакова |
Реферат | Комплексные фосфаты лития (натрия) и трехзарядных металлов представляют обширный класс химических соединений, многие представители из которых обладают уникальными проводящими свойствами, позволяющими использовать их в каче- стве катодных или анодных материалов химических источников тока (ХИТ). В связи с этим естественный интерес представляют кристаллизующиеся в трехкомпонентной системе YbPO4 — Na3PO4 — Li3PO4 NASICON-подобные фазы, в которых возможно участие в проводимости обоих щелочных катионов. В трехкомпонентной системе YbPO4 — Na3PO4 — Li3PO4 были изучены стабильные разрезы. В работе использовали методы твердофазного синтеза и рентгеновского анализа. Исходные вещества для исследования — карбонат лития, монофосфат натрия и оксид иттербия. Образцы исходных компонентов после тщательного измельчения с этиловым спиртом прессовали в таблетки диаметром 9–10 мм и толщиной 1 мм, отжигали при 950 oC в течение 100–200 ч. Рентгенограммы фаз были сняты на установке Shimadzu XRD 6000 (Cu Kα). Параметры кристаллической решетки рассчитывали, используя программу FullProf, индицирование — с помощью программы RTP 32. Исследование катионной проводимости образцов выполняли на установке Agillent 4284 с термоанализирующей системой Netzsch STA 449С Yupiter в интервале температур 20–300 oC при частотах 1 Гц — 1 MГц, используя метод импедансной спектроскопии. Выполнены три триангулирующие сечения трехкомпонентной системы: YbPO4 — LiNa5(PO4)2, Na6Yb3(PO4)5 — Li3PO4 и YbPO4 — LiNa5PO4. Выявлено существование трех сложных фосфатов — LiNa5Yb4(PO4)6, LiNa5Yb3(PO4)5, LiNa5Yb(PO4)3 и стабилизированной иттербием высокотемпературной модификации фосфата лития – натрия, которые являются следствием внедрения лития в кристаллическую решетку соответствующих двойных фосфатов натрия — иттербия. Установлено существование твердого раствора на основе Na6Yb3(PO4)5 и показано заметное возрастание параметра «а» при увеличении количества лития в соединении, что указывает на образование твердого раствора внедрения. Измерена катионная проводимость (Li+, Na+) образцов состава 40 и 60 % (мол.) Li3PO4 и показано, что введение лития в матрицу сложного фосфата Na6Yb3(PO4)5 отрицательно влияет на величину проводимости. Вероятно, это связано с сильным поляризующим действием катиона Li+. |
Ключевые слова | Nвердые растворы, фосфат иттербия, катионная проводимость, трехкомпонентная система, твердые электролиты, источник тока |
Библиографический список | 1. Зимина Г. В., Журавлева М. А., Смирнова И. Н., Спиридонов Ф. М., Новоселов А. В., Ильинский А. Л. Фазообразование в тройной системе ScРO4–Nа3РO4–Li3РO4 // Журн. неорг. химии. 2009. Т. 54, № 12. С. 2073–2078. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |