Влияние дисперсности компонентов на транспортные свойства композитов СaWO4–Al2O3

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе исследовано влияние размера зерен оксида алюминия и вольфрамата кальция на транспортные свойства композитов (1-x)СaWO4xAl2O3 с мольной долей оксида алюминия x ≤ 0.35. Фазовый состав композитов и их термодинамическая стабильность подтверждены соответственно методами рентгенофазового анализа и термогравиметрии в совокупности с дифференциальной сканирующей калориметрией. Морфологию исследовали электронно-микроскопическим методом, а элементный состав – рентгеноспектральным микроанализом. Электропроводность композитов, измеренная методом электрохимического импеданса, исследована в зависимости от температуры, давления кислорода в газовой фазе, содержания дисперсной добавки (оксида алюминия), степени дисперсности компонентов. Обнаружено, что проводимость композитов (1-x)СaWO4xAl2O3 с содержанием оксида алюминия 5–10 мол.% более чем на порядок выше проводимости СaWO4. Варьирование среднего размера зерен нанопорошка Al2O3 в пределах 21–82 нм не привело к существенному изменению проводимости композитов, что связано с полидисперсностью оксида алюминия, а уменьшение среднего размера зерен СaWO4 с 6.4 до 1.6 мкм привело к росту проводимости композитов в 2 раза.

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Высокодисперсный оксид алюминия традиционно используется в качестве гетерогенной добавки к ионным проводникам с целью получения композитных материалов с высокой ионной проводимостью [1–6]. Рост ионной проводимости на два порядка при добавлении нанодисперсного оксида алюминия к иодиду лития, обнаруженный Лиангом в 1971 г. [7], положил начало исследованию композитного эффекта: увеличению проводимости ионных проводников при их гетерогенном допировании инертными высокодисперсными добавками, такими как Al2O3, SiO2, TiO2 и др.

Среди всего разнообразия добавляемых к твердым электролитам дисперсоидов особое место занимает Al2O3. Это объясняется его доступностью, химической инертностью, сравнительной легкостью получения в высокодисперсном состоянии.

Увеличение ионной проводимости композитов по сравнению с проводимостью вещества матрицы (ионного проводника, на основе которого получен данный композит) объясняется повышенными транспортными свойствами межфазных границ матрица/дисперсная добавка [1–3, 7–12]. Высокая проводимость межфазных границ в композите для разных систем и по данным разных авторов обусловлена разными причинами: аморфизацией вещества матрицы вблизи межфазной границы [3, 8], образованием высокопроводящей микрофазы [12], повышением концентрации дефектов [1, 2]. Какова бы ни была причина высокой проводимости межфазных границ матрица/дисперсоид, очевидно, что увеличение их площади должно привести к возрастанию ионной проводимости композита. Действительно, в работах [1, 13, 14] показано, что переход от нано- к микроразмерности оксида алюминия, применяемого в роли дисперсной добавки в композитах галогенид щелочного металла–оксид алюминия, приводит к нивелированию композитного эффекта. Влияние дисперсности компонентов на транспортные свойства композитов на основе вольфраматов металлов не исследовано.

Цель настоящей работы – исследование влияния размера частиц дисперсной добавки (оксида алюминия) и матрицы (вольфрамата кальция) на электропроводность композитов CaWO4–Al2O3. Выбор данной системы обусловлен тем, что в недавней нашей работе [15] обнаружен рост кислородно-ионной проводимости композитов более чем на порядок по сравнению с вольфраматом кальция. Уменьшение размера зерен компонентов также должно привести к увеличению относительной плотности керамики, что является одним из важнейших требований для практического использования материалов в роли твердых электролитов [16]. Для фаз же со структурой шеелита (CaWO4, SrWO4) в работе [17] описан способ получения мелкозернистой керамики с относительной плотностью 99%, что позволяет прогнозировать возможность получения плотной мелкозернистой керамики композитов на основе вольфраматов щелочноземельных металлов. Кроме того, в настоящей работе исследован фазовый состав высокодисперсного порошка оксида алюминия, полученного методом электровзрыва, его гигроскопичность, морфология и ее изменение в процессе спекания композитов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Для получения композитов использовали порошки вольфрамата кальция CaWO4 и нанодисперсного оксида алюминия Al2O3.

Вольфрамат кальция CaWO4 синтезировали по стандартной керамической технологии из CaCO3 и WO3 квалификации «ос. ч.». Для удаления гигроскопической влаги исходные вещества отжигали при 400°С в течение 4 ч. Синтез проводили на воздухе согласно уравнению

CaCO3 + WO3 = CaWO4 + CO2 (1)

в 4 стадии с последовательным увеличением температуры с 700 до 1000°С и времени отжига с 10 до 30 ч с промежуточными перетираниями в среде этилового спирта.

Для приготовления композитов использовали, помимо «обычного» вольфрамата кальция, полученного твердофазным синтезом, также измельченный CaWO4. Его готовили помолом синтезированного вольфрамата кальция на планетарной мельнице Pulverisette в течение 10 ч.

Серии нанодисперсных порошков Al2O3, полученных методом электровзрыва алюминиевой проволоки, с площадью удельной поверхности 20, 40, 60, 69, 77 м2/г были предоставлены Институтом электрофизики УрО РАН. Средний размер частиц Al2O3 в каждой серии вычисляли по формуле для шарообразных непористых частиц одинакового размера:

d=6Sудρ (2)

где Sуд – площадь удельной поверхности частиц Al2O3, м2/г; ρ – плотность δ-Al2O3, равная 3.66 г/см3 [18]. Результаты расчета диаметра частиц Al2O3 представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Средний диаметр частиц Al2O3

Sуд, м2

d, нм

20

82

40

41

60

27

69

24

77

21

 

Композиты (1-x)CaWO4xАl2O3, где х = 0–0.35 мол. доли, получены механическим смешением исходных компонентов CaWO4 и Аl2O3, взятых в соответствующих пропорциях, в среде этилового спирта. Брикетирование порошков проводили на ручном гидравличeскoм прессе в стальной пресс-форме при давлении 50 атм. Спрессованные брикеты медленно нагревали в печи до 1000°С и отжигали в течение 12 ч. Выбор температуры отжига обусловлен тем, что при температуре выше 1000°С происходит рекристаллизация оксида алюминия и переход в неактивную α-модификацию [19, 20]. После спекания брикеты диаметром 1 см и толщиной 2 мм шлифовали до получения ровных плоскопараллельных поверхностей. Средняя относительная плотность брикетов композитов, определенная из их геометрических параметров и массы, составила 72%. Для электрических измерений на торцевые поверхности брикетов наносили мелкодисперсную платину, которую припекали при 1000°С в течение 1ч.

Рентгенофазовый анализ вольфрамата кальция, оксида алюминия и композитов проводили с помощью дифрактометра Bruker D8 Advance в CuKα-излучении.

Исследование морфологии композитов и их элементного состава проводили метoдами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионного анализа (СЭМ-ЭДА) сколов брикетов образцов на сканирующем электронном микроскопе Evo LS-10 Carl Zeiss NTS и Hitachi S-4100. Изображения поверхности исследуемых материалов были получены с использованием детекторов обратно-рассеянных электронов (режим BSE) и вторичных электронов (режим SE). Морфологию нанодисперсного порошка оксида алюминия исследовали методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) с помощью микроскопа JEOL JEM2100.

Средний размер частиц вольфрамата кальция, полученного твердофазным методом и измельченного в планетарной мельнице, определяли на анализаторе дисперсности SALD-7101 Shimadzu. В основе измерения на данном приборе лежит метод лазерного светорассеяния. Для исследования порошковый образец помещали в устройство для пробоподготовки, где он диспергировался при помощи специальной мешалки и ультразвука. Полученная суспензия автоматически подавалась в кювету прибора, где измерялась интенсивность дифрагированного на суспензии лазерного луча в зависимости от угла. По полученной зависимости проведен расчет распределения частиц по радиусам.

Синхронные термические анализы ТГ и ДСК проводили на приборе Netzsch STA 409 PC Luxx с квадроупольным масс-спектрометром QMS 403 Aёolos. Для проведения исследований порошки нагревали до 1000°С.

Электропроводность вольфрамата кальция и композитов (1-x)CaWO4xАl2O3 измеряли методом импедансной спектроскопии с помощью прибора Immittance Parameters Meter IPI1 (Институт проблем управления им. Трапезникова, Москва) в частотном диапазоне 500 Гц–200 кГц (амплитуда тестового сигнала автоматически изменяется в диапазоне 3–300 мВ) в интервале температур 500–900°С. Годографы импеданса обрабатывались при помощи программного обеспечения ZView. Для обработки использовались схемы с одним, двумя и тремя элементами постоянной фазы, соединенными параллельно с сопротивлением. Температурную зависимость электропроводности получали в режиме охлаждения со скоростью 1°С/мин.

Математическую обработку результатов проводили с использованием программного обеспечения Origin.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Рентгенофазовый анализ. Результаты РФА вольфрамата кальция, оксида алюминия и композита 0.5CaWO4–0.5Al2O3 представлены в табл. 2 и на рис. 1.

 

Таблица 2. Параметры элементарных ячеек CaWO4 и δ-Al2O3, рассчитанные по методу Ритвельда

Образец

a, Å

b, Å

c, Å

Al2O3

7.8956(6)

7.9467(0)

11.6601(3)

CaWO4

5.2432(8)

5.2432(8)

11.3787(8)

Композит

0.5СaWO4–0.5Al2O3

CaWO4

5.2432(8)

5.2432(8)

11.3787(8)

Al2O3

7.9340(1)

7.9560(1)

11.7110(0)

CaWO4 Card PDF № 1-0806

5.2400

5.2400

11.3800

d-Al2O3 Card PDF № 46-1215

7.934

7.956

11.711

 

Рис. 1. Рентгенограммы нанодисперсного Al2O3 (а), СaWO4 (б) и композита состава 0.50СaWO4–0.50Al2O3 (в), обработанные по методу Ритвельда: точки – экспериментальные данные, зеленые штрихи – угловые положения рефлексов, черная линия – расчетный профиль, синяя линия – разница между экспериментальными данными и теоретическим профилем.

 

Вольфрамат кальция получен однофазным. На рентгенограмме исходного нанодисперсного оксида алюминия обнаружены рефлексы δ-Al2O3. На рентгенограмме композита состава 0.50СaWO4–0.50Al2O3 все основные рефлексы принадлежат СaWO4. Интенсивность рефлексов оксида алюминия пренебрежимо мала по сравнению с рефлексами вольфрамата кальция, что связано с высокой дисперсностью и низкой отражательной способностью Al2O3 по сравнению с СaWO4. Кроме того, большинство рефлексов δ-Al2O3 совпадают с рефлексами СaWO4. Такая ситуация типична для «вольфраматных» композитов с дисперсными добавками Al2O3 и SiO2. Подобный эффект уже был обнаружен для композитов La2(WO4)3–Al2O3 [21], MWO4–SiO2 (M – Ca, Sr, Ba) [22, 23], на рентгенограммах которых присутствовали только рефлексы вольфрамата. Поскольку посторонних рефлексов, не принадлежащих вольфрамату кальция и оксиду алюминия, не обнаружено, можно сделать вывод об отсутствии химического взаимодействия между компонентами композита.

ТГ–ДСК. Данные ТГ–ДСК для нанодисперсного оксида алюминия и смеси, содержащей по 50 мол.% CaWO4 и Al2O3, представлены на рис. 2.

 

Рис. 2. Данные ТГ–ДСК Al2O3 (а) и смеси 0.50СaWO4–0.50Al2O3 (б).

 

Нанопорошок оксида алюминия, использованный в работе, при температуре до 450°С уменьшается по массе приблизительно на 3.5%, теряя адсорбированную воду и углекислый газ. Экзоэффект при температуре 280°С обусловлен десорбцией углекислого газа. При температуре выше 700°С наблюдаются тепловые эффекты, связанные с переходом оксида алюминия в более стабильные фазы (возможно, θ-Al2O3 или α-Al2O3).

На ТГ-кривой смеси CaWO4 и Al2O3 (рис. 2 б) наблюдается постепенное уменьшение массы приблизительно на 1% до температуры 450°С, связанное, как и для оксида алюминия, с декарбонизацией и дегидратацией. На кривой ДСК при 280°С наблюдается экзоэффект, связанный с десорбцией углекислого газа. В области высоких температур на ДСК-кривой смеси CaWO4 и Al2O3 явные тепловые эффекты отсутствуют, хотя при 680 и 900°С наблюдаются небольшие изломы, соответствующие тепловым эффектам оксида алюминия.

Отсутствие «посторонних» тепловых эффектов (кроме обнаруженных для Al2O3) при нагревании смеси CaWO4 и Al2O3, наряду с данными РФА, свидетельствует об отсутствии химического взаимодействия между компонентами композитов (1-x)CaWO4xАl2O3.

Исследование морфологии и элементного состава композитов и их компонентов методами СЭМ-ЭДА и ПЭМ. Результаты ПЭМ для нанодисперсного Al2O3, а также СЭМ-ЭДА для CaWO4 и композита 0.99CaWO4–0.01Al2O3 представлены на рис. 3.

 

Рис. 3. ПЭМ-изображение нанодисперсного Al2O3 (Sуд = 40 м2/г) (а); СЭМ-изображения сколов брикетов CaWO4 (б), композита 0.99CaWO4–0.01Al2O3 (в) и результаты ЭДА (в).

 

Данные ПЭМ (рис. 3а) свидетельствуют о том, что размер зерен оксида алюминия варьируется в весьма широких пределах – от 5 до 80 нм, т. е. исходный нанопорошок полидисперсный. Размер зерен вольфрамата кальция по данным СЭМ – от 5 до 10 мкм (рис. 3 б) как в исходном порошке, так и в композите. Размер зерен Al2O3 в композите определить не удалось из-за «втягивания» мелких зерен оксида алюминия в приповерхностную область крупных зерен вольфрамата кальция. В результате этого процесса на поверхности зерен CaWO4 образуются «ямки», содержащие Al2O3 (рис. 3 в). Об этом свидетельствуют данные ЭДА: на поверхности крупных зерен фиксируются лишь Сa, W и O, что позволяет идентифицировать их как CaWO4, тогда как в спектре «ямок» зафиксированы четыре элемента: Сa, W, Al и O (вставки на рис. 3в). Явление поглощения зернами вольфраматов металлов мелких зерен дисперсных добавок с высокой поверхностной энергией, таких как Al2O3, SiO2, обнаружено ранее для ряда других композитных систем (Al2(WO4)3–Al2O3, Nd2(WO4)3–SiO2) [24, 25] и объясняется разницей поверхностных энергий компонентов композита, вследствие чего становится термодинамически выгодным процесс покрывания вещества дисперсной добавки с высокой поверхностной энергией (Al2O3, SiO2) веществом матрицы (M2(WO4)3) с более низкой поверхностной энергией.

Определение размера частиц CaWO4 методом лазерного светорассеяния. Размер зерен вольфрамата кальция определяли еще одним независимым методом – светорассеяния. В работе для приготовления композитов использовали две серии порошков CaWO4: 1 – неизмельченного (синтезированного по керамической технологии), 2 – измельченного в планетарной мельнице. Результаты исследования распределения частиц по размерам представлены на рис. 4.

 

Рис. 4. Распределение частиц по размерам: CaWO4 – неизмельченный (1) и измельченный в планетарной мельнице (2).

 

Средний размер частиц неизмельченного вольфрамата кальция составляет 6.4 мкм, что близко к данным СЭМ, измельченного – 1.6 мкм.

Исследование электропроводности композитов (1–x)CaWO4xАl2O3. Электропроводность композитов исследована в зависимости от температуры, степени дисперсности компонентов и количественного состава.

Типичные годографы импеданса для композитов (1–x)CaWO4xАl2O3 и эквивалентная схема с двумя элементами постоянной фазы, соединенными параллельно с сопротивлением, представлены на рис. 5.

 

Рис. 5. Годографы импеданса композита состава 0.97СaWO4–0.03Al2O3, полученные при различных температурах, с эквивалентной схемой.

 

Годографы импеданса композита 0.97СaWO4–0.03Al2O3 представляют собой дуги, центры которых лежат ниже оси абсцисс. С увеличением температуры полуокружность уменьшается в размерах и незначительно проявляется в высокочастотной области. В ходе обработки данных обнаружено, что разделение объемной и зернограничной проводимости невозможно. Для полуокружности, выходящей из нуля координат, рассчитанная величина емкости характеризуется значениями C ~ 10–9 Ф, что позволяет отнести ее к сумме объемных и зернограничных свойств электролита.

Температурные зависимости электропроводности исследованы для композитов с разным содержанием и разной степенью дисперсности компонентов. В качестве примера на рис. 6 приведены политермы проводимости композитов, приготовленных из измельченного и неизмельченного вольфрамата кальция и нанопорошка Аl2O3 с площадью удельной поверхности 77 м2/г, что соответствует среднему размеру частиц 21 нм.

 

Рис. 6. Температурные зависимости электропроводности композитов (1-x)CaWO4–xAl2O3 (Sуд Al2O3 = = 77 м2/г).

 

Энергия активации электропроводности композитов варьируется от 1.0 до 1.2 эВ, что типично для кислород-ионных проводников [26].

Зависимости проводимости композитов (1–x)СaWO4xAl2O3 от мольного содержания оксида алюминия с разной площадью удельной поверхности Al2O3 представлены на рис. 7.

 

Рис. 7. Зависимости проводимости композитов (1-x)СaWO4–xAl2O3 с разной площадью удельной поверхности Al2O3 от мольного содержания оксида алюминия.

 

Зависимость проводимости композитов (1–x)СaWO4xAl2O3 имеет вид кривой с пологим максимумом. При добавлении 5–10 мол.% Аl2O3 электропроводность возрастает примерно на 1 порядок. При больших концентрациях оксида алюминия происходит стабилизация значения проводимости с последующим ее уменьшением. Куполообразный ход зависимости проводимости от концентрации дисперсной добавки характерен для композитов «твердый электролит–диэлектрик» и неоднократно описан в литературе [1, 11, 15, 24, 25]. Добавление небольшого количества высокодисперсного диэлектрика Al2O3 к вольфрамату кальция приводит к образованию высокопроводящих межфазных границ Аl2O3/СaWO4, вследствие чего электропроводность резко увеличивается. Вблизи x ≈ 0.05 начинается пологий максимум проводимости. При x ≥ 0.15 проводимость начинает снижаться, поскольку происходит разрыв сквозной проводящей матрицы двойного слоя зернами диэлектрика Аl2O3.

Как видно из рис. 7, изменение площади удельной поверхности оксида алюминия, вопреки ожиданиям, не привело к существенному изменению проводимости композитов. Вероятно, это связано с полидисперсностью используемых в работе порошков.

Концентрационные зависимости проводимости композитов (1-x)СaWO4xAl2O3 с разным размером зерен вольфрамата кальция представлены на рис. 8.

 

Рис. 8. Зависимости проводимости композитов (1-x)СaWO4–xAl2O3 с разным размером зерен СaWO4 от мольного содержания оксида алюминия.

 

Установлено, что максимальное значение проводимости композитов, содержащих измельченный вольфрамат кальция (со средним размером зерен 1.6 мкм), приблизительно в 2 раза выше проводимости композитов с неизмельченным СaWO4 (со средним размером зерен 6.4 мкм). Однако при измельчении возрастает и собственная проводимость вольфрамата кальция. Согласно данным [27], проводимость керамических образцов CaWO4, полученных твердофазным синтезом и осаждением из раствора, на полтора порядка выше проводимости монокристаллов, что свидетельствует о преобладании переноса по поверхности и границам зерен. Таким образом, измельчение вольфрамата кальция привело к увеличению вклада зернограничной проводимости. Рост проводимости композита, таким образом, обусловлен увеличением площади двух типов границ: СaWO4/СaWO4 и Аl2O3/СaWO4.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Твердофазным методом получены серии композитов (1–x)СaWO4xAl2O3 с разным размером зерен компонентов. Методами РФА и ТГ–ДСК установлено отсутствие химического взаимодействия между компонентами композитов. Морфология композитов и их компонентов, а также элементный состав исследованы методами ПЭМ и СЭМ-ЭДА. Обнаружено «втягивание» наночастиц оксида алюминия в приповерхностные слои зерен вольфрамата кальция, обусловленное разностью поверхностных энергий СaWO4 и Al2O3. При последовательном увеличении содержания дисперсной добавки происходит постепенное заполнение приповерхностных слоев вольфрамата кальция мелкими зернами оксида алюминия, что приводит к образованию сплошной матрицы высокопроводящих межфазных границ СaWO4/Al2O3 и росту ионной проводимости композитов.

Изменение площади удельной поверхности порошка оксида алюминия, используемого для получения композитов, в пределах 20–77 м2/г не привело к значимым изменениям проводимости композитов, что, вероятно, связано с полидисперсностью порошков Al2O3. Измельчение порошка вольфрамата кальция (уменьшение размера зерен в 4 раза), используемого для получения композитов, привело к росту ионной проводимости композитов в два раза, что обусловлено увеличением площади границ СaWO4/СaWO4 и Аl2O3/СaWO4.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Результаты исследований получены в рамках выполнения государственного задания Министерства науки и высшего образования РФ (номер проекта 123031300049-8) с использованием оборудования УЦКП “Современные нанотехнологии” УрФУ (рег. № 2968), поддержанного Министерством науки и высшего образования РФ (проект № 075-15-2021-677).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

Об авторах

А. Ф. Гусева

Уральский федеральный университет

Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

Н. Н. Пестерева

Уральский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

А. А. Тушкова

Уральский федеральный университет

Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

О. В. Русских

Уральский федеральный университет

Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

Л. В. Адамова

Уральский федеральный университет

Email: Natalie.Pestereva@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

Список литературы

  1. Уваров Н.Ф. Композиционные твердые электролиты. Новосибирск: Изд. СО РАН, 2008. 258 с.
  2. Nemudry A., Uvarov N. Nanostructuring in Composites and Grossly Nonstoichiometric or Heavily Doped Oxides // Solid State Ionics. 2006. V. 177. P. 2491-2494. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2006.05.002
  3. Улихин А.С., Уваров Н.Ф. Ионная проводимость композиционных твердых электролитов (C4H9)4NBF4–Al2O3 // Электрохимия. 2021. T. 57. С. 608-612. https://doi.org/10.31857/S0424857021080144
  4. Оболкина Т.О., Гольдберг М.А., Антонова О.С., Смирнов С.В., Тютькова Ю.Б., Егоров А.А., Смирнов И.В., Коновалов А.А., Баринов С.М., Комлев В.С. Влияние комплексных добавок на основе оксидов железа, кобальта, марганца и силиката натрия на спекание и свойства низкотемпературной керамики 3Y–TZP–Al2O3 // Журн. неорган. химии. 2021. T. 66. № 8. C. 1120–1125. https://doi.org/10.31857/S0044457X21080195
  5. Saad A., Fedotov A.K., Svito I.A., Mazanik A.V., Andrievsky B.V., Patryn A.A., Kalinin Yu.E., Sitnikov A.V. AC Conductance of (Co0.45Fe0.45Zr0.10)x (Al2O3)1−x Nanocomposites // Prog. Solid State Chem. 2006. V. 34. P. 139-146. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2005.11.011
  6. Knauth P. Ionic Conductor Composites: Theory and Materials // J. Electroceram. 2000. V. 5. P. 111-125. https://doi.org/10.1023/A:1009906101421
  7. Liang С.С. Conduction Characteristics of the Lithium Iodide-Aluminium Oxide Solid Electrolytes // J. Electrochem. Soc. 1973. V. 120(10). P. 1289-1292. https://doi.org/10.1149/1.2403248
  8. Mateyshina Y., Uvarov N. The Effect of Oxide Additives on the Transport Properties of Cesium Nitrite // Solid State Ionics. 2018. V. 324 P. 1. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.05.017
  9. Ulihin A.S., Uvarov N.F., Rabadanov K.S., Gafurov M.M., Gerasimov K.B. Thermal, Structural and Transport Properties of Composite Solid Electrolytes (1-x)(C4H9)4NBF4–xAl2O3 // Solid State Ionics. 2022. V. 378. Р.115889. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.115889
  10. Ulikhin A.S., Uvarov N.F., Kovalenko K.A., Fedin V.P. Ionic Conductivity of Tetra-n-Butylammonium Tetrafluoroborate in the MIL-101(Cr) Metal-Organic Framework // Micropor. Mesopor. Mater. 2022. V. 332. Р.111710. https://doi.org/10.1016/j.micromeso.2022.111710
  11. Уваров Н.Ф. Хайретдинов Э.Ф., Братель Н.Б. Композиционные твердые электролиты в системе AgI – Al2O3 // Электрохимия. 1993. T. 29. № 11. C.1406-1410.
  12. Guseva A., Pestereva N., Uvarov N. New Oxygen Ion Conducting Composite Solid Electrolytes Sm2(WO4)3-WO3 // Solid State Ionics. 2023. V. 394. P. 116196. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2023.116196
  13. Jow T., Wagner J.B. Effect of Dispersed Alumina Particles on the Electrical Conductivity of Cuprous Chloride // J. Electrochem. Soc. 1979. V. 126. P. 1963-1972.
  14. Shahi K., Wagner J.B. Ionic Conductivity and Thermoelectric Power of Pure and Al2O3‐Dispersed AgI // J. Electrochem. Soc. 1981. V. 128. P. 6–13.
  15. Гусева А.Ф., Пестерева Н.Н., Кузнецов Д.К., Бояршинова А.А., Гардт В.А. Электропроводность композитов MeWO4–Al2O3 (Me – Ca, Sr) Al2O3 // Электрохимия. 2023. Т. 59. № 4. С. 208–215. https://doi.org/10.31857/S0424857023040072
  16. Mahato N., Banerjee A., Gupta A., Omar S., Balani K. Progress in Material Selection for Solid Oxide Fuel Cell Technology: A Review // Prog. Мater. Sci. 2015. V. 72. P. 141. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2015.01.001
  17. Потанина Е.А., Орлова А.И., Нохрин А.В., Михайлов Д.А., Болдин М.С., Сахаров Н.В., Белкин О.А., Ланцев Е.А., Токарев М.Г., Чувильдеев В.Н. Мелкозернистые вольфраматы SrWO4 и NaNd(WO4)2 со структурой шеелита, полученные методом искрового плазменного спекания // Журн. неорган. химии. 2019. T. 64. № 3. C. 243–250. https://doi.org/10.1134/S0044457X19030164
  18. Repelin Y., Husson E. Etudes Structurales d’Alumines de Transition. I-Alumines Gamma et Delta // Mater. Res. Bull. 1990. V. 25. P. 611-621.
  19. Запольский А.К. Сернокислотная переработка высококремнистого алюминиевого сырья. Киев: Наук. думка, 1981. 208 с.
  20. Чукин Г.Д. Строение оксида алюминия и катализаторов гидрообессеривания. Механизмы реакций. М.: Типография Паладин, ООО «Принта», 2010. 288 с.
  21. Пестерева Н.Н., Гусева А.Ф., Василенко Н.А., Бекетов И.В., Селезнёва Н.В. Транспортные свойства композитов La2(WO4)3–Al2O3 // Электрохимия. 2023. Т. 59. № 12. С. 894–904. https://doi.org/10.31857/S0424857023120095
  22. Пестерева Н.Н., Гусевa А.Ф., Белятовa В.А., Корона Д.В. Кислородно-ионные композиты MWO4–SiO2 (M – Sr, Ba) // Электрохимия. 2023.Т. 59. № 8. C. 448–455. https://doi.org/10.31857/S0424857023080066
  23. Guseva А., Pestereva N., Otcheskikh D., Kuznetsov D. Electrical Properties of CaWO4–SiO2 Composites // Solid State Ionics. 2021. V. 364 P.115626. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2021.115626.
  24. Гусева А.Ф., Пестерева Н.Н., Отческих Д.Д., Востротина Е.Л. Электропроводность композитов Al2(WO4)3–WO3 и Al2(WO4)3–AL2O3 // Электрохимия. 2019. Т. 55. № 6. С. 721-725. https://doi.org/10.1134/S0424857019060094
  25. Гусева А.Ф., Пестерева Н.Н. Синтез и электрические свойства композитов Nd2(WO4)3–SiO2 // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 3. С. 426-432. https://doi.org/10.31857/S0044457X2260164X
  26. Чеботин В.Н., Перфильев М.В. Электрохимия твердых электролитов. М.: Химия, 1978. 312 с.
  27. Пестерева Н.Н., Сафонова И.Г., Нохрин С.С., Нейман А.Я. Влияние дисперсности MWO4 (M = Ca, Sr, Ba) на интерфейсные процессы в ячейках (+/–)WO3|MWO4|WO3(–/+) и транспортные свойства метакомпозитных фаз // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 55. № 6. С. 940-946.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Рентгенограммы нанодисперсного Al2O3 (а), СaWO4 (б) и композита состава 0.50СaWO4–0.50Al2O3 (в), обработанные по методу Ритвельда: точки – экспериментальные данные, зеленые штрихи – угловые положения рефлексов, черная линия – расчетный профиль, синяя линия – разница между экспериментальными данными и теоретическим профилем.

Скачать (186KB)
3. Рис. 2. Данные ТГ–ДСК Al2O3 (а) и смеси 0.50СaWO4–0.50Al2O3 (б).

Скачать (178KB)
4. Рис. 3. ПЭМ-изображение нанодисперсного Al2O3 (Sуд = 40 м2/г) (а); СЭМ-изображения сколов брикетов CaWO4 (б), композита 0.99CaWO4–0.01Al2O3 (в) и результаты ЭДА (в).

Скачать (393KB)
5. Рис. 4. Распределение частиц по размерам: CaWO4 – неизмельченный (1) и измельченный в планетарной мельнице (2).

Скачать (203KB)
6. Рис. 5. Годографы импеданса композита состава 0.97СaWO4–0.03Al2O3, полученные при различных температурах, с эквивалентной схемой.

Скачать (114KB)
7. Рис. 6. Температурные зависимости электропроводности композитов (1-x)CaWO4–xAl2O3 (Sуд Al2O3 = = 77 м2/г).

Скачать (99KB)
8. Рис. 7. Зависимости проводимости композитов (1-x)СaWO4–xAl2O3 с разной площадью удельной поверхности Al2O3 от мольного содержания оксида алюминия.

Скачать (74KB)
9. Рис. 8. Зависимости проводимости композитов (1-x)СaWO4–xAl2O3 с разным размером зерен СaWO4 от мольного содержания оксида алюминия.

Скачать (77KB)

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».