ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование структуры и электропроводности тройной системы Zr02—Се02—СоО при высоких температурах из "Теплофизические свойства твердых веществ _1973 " При исследовании свойств неорганических соединений в твердом состоянии одним из важнейших является вопрос о возможности сознательного-регулирования величины и характера проводимости. [c.92] В связи с этим представляют значительный интерес исследования свойств сложных систем (например, тройных), для которых известны свойства какой-либо частной двойной системы, а возможное влияние третьего компонента можно предвидеть. [c.92] В теоретическом плане тройные системы предпочтительнее двойных тем, что они позволяют изучить более точно механизм стабилизации устойчивых фаз более систематично установить соотношения между структурой и свойствами системы (в данном случае нас интересует величина и характер электропроводности). [c.92] С практической точки зрения твердые растворы со смешанной электронно-ионной проводимостью представляют значительный интерес для разработки высокотемпературных электрохимических генераторов энергии. [c.92] Целью работы являлась разработка гомогенной керамики, обладающей смешанной электронно-ионной проводимостью, типа NiP в зависимости от парциального давления кислорода, В качестве объекта исследования взята система ХтОг — СеОг — СоО, выбор которой обусловлен свойствами соответствующих двойных систем и индивидуальными свойствами церия и кобальта. [c.93] Кристаллографические исследования проводились с помощью дифрактометра (генератор Филипс PW1010 ) с медным антикатодом. [c.93] Результаты кристаллографических исследований тройной системы СеОг — 2гОз — СоО приведены на тройной диаграмме (рис. 1), на которой можно выделить следующие три области однотипных структур. [c.93] В связи с тем что только образцы, обладающие монофазной структурой типа флюорит, отличаются достаточно высокой стабильностью и электропроводностью, дальнейшее изучение электропроводности производилось только для образцов, находящихся в первой области тройной диаграммы. [c.93] Для измерения общей электропроводности образцов при высоких температурах выбран наиболее распространенный контактный метод, отличающийся сравнительной простотой при высокотемпературных измерениях. Схема экспериментальной установки приведена на рис. 2. Характерной особенностью этой установки является возможность проведения эксперимента в диапазоне температур от 600 до 1600° С, что достигается применением интенсивного жидкостного охланодения по торцам. Для прогрева измерительной ячейки применялась электрическая печь с родиевыми нагревателями. [c.93] Исследование общей электропроводности образцов, обладающих структурой типа флюорита, проводилось в два этапа. В первую очередь для определения основных закономерностей изменения проводимости в зависимости от процентного состава композиций изучалась общая электропроводность. В результате этих измерений появилась возможность выделения наиболее электропроводящих образцов для их дальнейшего изучения в атмосферах с различным парциальным давлением кислорода. [c.93] На рис. 3—5 показана температурная зависимость суммарной электропроводности ряда образцов системы Zr02 — СеОг — СоО. Как видно из этих данных, почти на всех кривых имеются характерные изгибы, наличие которых свидетельствует о вкладе двух типов проводимости (электронной и ионной) в общую электропроводность. Это можно объяснить тем, что температурный коэффициент электронной составляющей проводимости значительно меньше, чем ионной. [c.93] Вследствие этого доля электронной проводимости возрастает с понижением температуры, и кривые температурной зависимости суммарной электропроводности образцов со смешанным характером проводимости имеют изгиб, связанный с переходом из области с преимуш,ественно электронным характером проводимости (при пониженных температурах) в область с преобладающей ионной проводимостью (при более высоких температурах). Сравнивая отдельные кривые между собой, можно установить, что величина изломов увеличивается с увеличением процентного содержания СоО в составе образца. Это явление хорошо объясняется значительной электропроводностью (преимущественно электронной) чистой окиси кобальта по сравнению с проводимостью двойных систем на основе ггОа — СеОг. [c.95] Таким образом, в результате проведенных исследований определена область существования устойчивой фазы флюорита. Изучение общей электропроводности многих образцов, находящихся в этой области, позволило установить зависимость величины проводимости от процентного содержания каждого компонента и выделить наиболее интересные образцы для дальнейших исследований при различных парциальных давлениях кислорода. [c.96] На рис. 7 приведены кривые зависимости общей электропроводности образцов от парциального давления кислорода. Этот график показывает, что для образцов с содержанием окиси кобальта от 25% и выше имеет место значительное увеличение проводимости как в области высоких, так и очень низких парциальных давлений кислорода, что подтверждает первоначальное предположение о возможности регулирования электро-./роводности в системе СеОз — 2г0г — СоО. [c.96] На рис. 1 показано изменение во времени максимальной разности температур в слое (О, т). Расчеты проведены с помощью ЭВМ. Как видно. [c.98] Таким образом, равенство (6) позволяет использовать методы регулярного режима 2-го рода для полупрозрачных материалов. [c.99] Строгий анализ уравнения ЛКТ дает возможность исключить радиационную составляющую тенлопереноса при определении величин А, и в. В связи с этим интересно сопоставить найденные значения теплопроводности и температуропроводности веществ указанного класса с теоретическими моделями тенлопереноса. Рассмотрим этот вопрос подробнее на примере чистого кварцевого стекла. [c.99] При проведении конкретных расчетов для различных кварцевых стекол учитывалась полоса поглощения валентных Si—О—Si колебаний, где температурные зависимости их и и , = tAx/4n получены в [6]. [c.101] Вернуться к основной статье