Эта публикация цитируется в
1 статье
Динамика решетки
Фазовый состав, микроструктура и электропроводность твердых электролитов HfO$_2$–R$_{2}$O$_{3}$ (R = Sc, Y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu)
А. Н. Мещерскихab,
А. А. Кольчугинab,
Б. Д. Антоновa,
Л. А. Дунюшкинаa a Институт высокотемпературной электрохимии УРО РАН, Екатеринбург, Россия
b Уральский федеральный университет им. Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург
Аннотация:
Изучено влияние добавки 11 mol.% R
$_{2}$O
$_{3}$ (R = Sc, Y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) на фазовый и элементный состав, микроструктуру и электропроводность оксида гафния. При введении в HfO
$_{2}$ всех добавок, за исключением скандия, образуются твердые растворы с кубической структурой типа флюорита. Образец HfO
$_2$–Sc
$_{2}$O
$_{3}$ представляет собой фазу Hf
$_{7}$Sc
$_{2}$O
$_{17}$, имеющую решетку типа флюорита с ромбоэдрическими искажениями, претерпевающую обратимые изменения в кубическую структуру при температуре
$\sim$ 760
$^\circ$C. Установлено, что природа допанта практически не влияет на микроструктуру керамики HfO
$_2$–R
$_{2}$O
$_{3}$; все образцы являются крупнокристаллическими с размером зерна до 10
$\mu$m. Показано, что проводимость образцов HfO
$_2$–R
$_{2}$O
$_{3}$ определяется объемом зерен. Наиболее перспективными материалами для применения в качестве твердооксидного электролита являются составы HfO
$_2$–Tm
$_{2}$O
$_{3}$ и HfO
$_2$–Yb
$_{2}$O
$_{3}$, в которых высокая проводимость сочетается со структурной устойчивостью.
Ключевые слова:
оксид гафния, твердооксидный электролит, редкоземельные элементы, электропроводность, термическое расширение, фазовый переход. Поступила в редакцию: 23.07.2019
Исправленный вариант: 23.07.2019
Принята в печать: 09.08.2019
DOI:
10.21883/FTT.2020.01.48752.557