Влияние фазового состава и локальной кристаллической структуры на транспортные свойства твердых растворов ZrO2—Y2O3 и ZrO2—Gd2O3
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-156-165
Аннотация
Ключевые слова
Об авторах
Е. А. АгарковаРоссия
Агаркова Екатерина Алексеевна — аспирант
ул. Академика Осипьяна, д. 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Россия
М. А. Борик
Россия
Борик Михаил Александрович — старший научный сотрудник
ул. Вавилова, д. 38, Москва, 119991, Россия
В. Т. Бублик
Россия
Бублик Владимир Тимофеевич — доктор физ.−мат. наук, профессор
Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049, Россия
Т. В. Волкова
Россия
Волкова Татьяна Владимировна — канд. физ.−мат. наук, младший научный сотрудник
ул. Большевистская, д. 68, Саранск, Республика Мордовия, 430005, Россия
А. В. Кулебякин
Россия
Кулебякин Алексей Владимирович — канд. техн. наук, старший научный сотрудник
ул. Вавилова, д. 38, Москва, 119991, Россия
И. Е. Курицина
Россия
Курицына Ирина Евгеньевна — младший научный сотрудник
ул. Академика Осипьяна, д. 2, Черноголовка, Московская обл., 142432, Россия
Н. А. Ларина
Россия
Ларина Наталия Анатольевна — студент
ул. Большевистская, д. 68, Саранск, Республика Мордовия, 430005, Россия
Е. Е. Ломонова
Россия
Ломонова Елена Евгеньевна — доктор техн. наук, зав. лабораторией
ул. Вавилова, д. 38, Москва, 119991, Россия
Ф. О. Милович
Россия
Милович Филипп Олегович — канд. физ.−мат. наук, инженер
Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049, Россия
В. А. Мызина
Россия
Мызина Валентина Алексеевна — научный сотрудник
ул. Вавилова, д. 38, Москва, 119991, Россия
П. А. Рябочкина
Россия
Рябочкина Полина Анатольевна — доктор физ.−мат. наук, профессор
ул. Большевистская, д. 68, Саранск, Республика Мордовия, 430005, Россия
Н. Ю. Табачкова
Россия
Табачкова Наталия Юрьевна — канд. физ.−мат. наук, доцент
ул. Вавилова, д. 38, Москва, 119991, Россия;
Ленинский просп., д. 4, Москва, 119049, Россия
Список литературы
1. Science and technology of zirconia V / Ed. by S. P. S. Badwal, M. J. Bannister, R. H. J. Hannink. Lancaster: Technomic Pub. Co., 1993. 862 p.
2. Basu R. N. Materials for solid oxide fuel cells. Ch. 12 // Recent trends in fuel cell science and technology. New Delhi (India): Anamaya Publishers, 2007. P. 284—329. DOI: 10.1007/978-0-387-68815-2
3. Yamamoto O., Arachi Y., Sakai H., Takeda Y., Imanishi N., Mizutani Y., Kawai M., Nakamura Y. Zirconia based oxide ion conductors for solid oxide fuel cells // Ionics. 1998. V. 4, Iss. 5–6. P. 403—408. DOI: 10.1007/BF02375884
4. Кузьминов Ю. С., Ломонова Е. Е., Осико В. В. Тугоплавкие материалы из холодного тигля. М.: Наука, 2004. 369 с.
5. Arachi Y., Sakai H., Yamamoto O., Takeda Y., Imanishai N. Electrical conductivity of the ZrO—Ln2O3 (Ln = lanthanides) system // Solid State Ionics. 1999. V. 121, Iss. 1–4. P. 133—139. DOI: 10.1016/S0167-2738(98)00540-2
6. Kilner J. A., Brook R. J. A study of oxygen ion conductivity in doped non−stoichiometric oxides // Solid State Ionics. 1982. V. 6, Iss. 3. P. 237—252. DOI: 10.1016/0167−2738(82)90045−5
7. Kilner J. A., Waters C. D. The effects of dopant cation−oxygen vacancy complexes on the anion transport properties of non−stoichiometric fluorite oxides // Solid State Ionics. 1982. V. 6, Iss. 3. P. 253—259. DOI: 10.1016/0167−2738(82)90046−7
8. Goff J. P., Hayes W., Hull S., Hutchings M. T., Clausen K. N. Defect structure of yttria−stabilized zirconia and its influence on the ionic conductivity at elevated temperatures // Phys. Rev. B. 1999. V. 59, Iss. 22. P. 14202—14219. DOI: 10.1103/PhysRevB.59.14202
9. Yugami H., Koike A., Ishigame M., Suemoto T. Relationship between local structures and ionic conductivity in ZrO2−Y2O3 studied by site−selective spectroscopy // Phys. Rev. B. 1991. V. 44, Iss. 17. P. 9214—9222. DOI: 10.1103/PhysRevB.44.9214
10. Catlow C. R. A. Transport in doped fluorite oxides // Solid State Ionics. 1984. V. 12. P. 67—73. DOI: 10.1016/0167-2738(84)90131-0
11. Zavodinsky V. G. The mechanism of ionic conductivity in stabilized cubic zirconia // Phys. Solid State. 2004. V. 46, Iss. 3. P. 453—457. DOI: 10.1134/1.1687859
12. Tokiy N. V., Perekrestov B. I., Savina D. L., Danilenko I. A. Concentration and temperature dependences of the oxygen migration energy in yttrium−stabilized zirconia // Phys. Solid State. 2011. V. 53. P. 1827—1901. DOI: 10.1134/S1063783411090290
13. Ding H., Virkar A. V., Liu F. Defect configuration and phase stability of cubic versus tetragonal yttria−stabilized zirconia // Solid State Ionics. 2012. V. 215. P. 16—23. DOI: 10.1016/j.ssi.2012.03.014
14. Li X., Hafskjold B. Molecular dynamics simulations of yttrium−stabilized zirconia // J. Phys.: Condens. Matter. 1995. V. 7. P. 1255—1271. DOI: 10.1088/0953-8984/7/7/007
15. Eichler A. Tetragonal Y−doped zirconia: Structure and ion conductivity // Phys. Rev. B. 2001. V. 64, Iss. 17. P. 174103-1—174103-8. DOI: 10.1103/PhysRevB.64.174103
16. Dexpert−Ghys J., Faucher M., Caro P. Site selective spectroscopy and structural analysis of yttria−doped zirconias // J. Solid State Chem. 1984. V. 54, Iss. 2. P. 179—192. DOI: 10.1016/0022-4596(84)90145-2
17. Voron’ko Yu. K., Zufarov M. A., Sobol’ A. A., Ushakov S. N., Tsymbal L. I. Spectroscopy and structure of Eu3+ centers in partially stabilized zirconia and hafnia // Inorganic Materials. 1997. V. 33, Iss. 4. P. 379—389.
18. Borik, M. A., Volkova T. V., Kuritsyna I. E., Lomonova E. E., Myzina V. A., Ryabochkina P. A., Tabachkova N. Yu. Features of the local structure and transport properties of ZrO2−Y2O3−Eu2O3 solid solutions // J. Alloys and Compounds. 2019. V. 770. P. 320—326. DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.08.117
19. Borik M. A., Lomonova E. E., Osiko V. V., Panov V. A., Porodinkov O. E., Vishnyakova M. A., Voron’ko Yu. K., Voronov V. V. Partially stabilized zirconia single crystals: growth from the melt and investigation of the properties // J. Cryst Growth. 2005. V. 275, Iss. 1–2. P. e2173—e2179. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2004.11.244
20. Андриевская E. Р. Фазовые равновесия в системах оксидов гафния, циркония, иттрия с оксидами редкоземельных элементов. Киев. Наукова Думка, 2010. 472 c.
21. Yashima M., Sasaki S., Kakihana M., Yamaguchi Y., Arashi H., Yoshimura M. Oxygen−induced structural change of the tetragonal phase around the tetragonal−cubic phase boundary in ZrO2−YO1.5 solid solutions // Acta Cryst. B. 1994. V. 50, Iss. 6. P. 663—672. DOI: 10.1107/S0108768194006257
22. Judd B. R. Three−particle operators for equivalent electrons // Phys. Rev. 1966. V. 141, Iss. 1. P. 4—14. DOI: 10.1103/PhysRev.141.4
23. Krupke, W. F. Optical absorption and fluorescence intensities in several rare−earth−doped Y2O3 and LaF3 single crystals // Phys. Rev. 1966. V. 145, Iss. 1. P. 325—337. DOI: 10.1103/PhysRev.145.325
24. Bol’shakova E. V., Malov A. V., Ryabochkina P. A., Ushakov S. N., Nishchev K. N. Intensities of hypersensitive transitions in garnet crystals doped with Er3+ ions // Opt. Spectrosc. 2011. V. 110, Iss. 6. P. 910—916. DOI: 10.1134/S0030400X11060038
25. Borik M. A., Volkova T. V., Lomonova E. E., Myzina V. A., Ryabochkina P. A., Tabachkova N. Yu., Chabushkin A. N. Spectroscopy of optical centers of Eu3+ ions in partially stabilized and stabilized zirconium crystals // Opt. Spectrosc. 2017. V. 122, Iss. 4. P. 580—587. DOI: 10.1134/S0030400X17040087
Рецензия
Для цитирования:
Агаркова Е.А., Борик М.А., Бублик В.Т., Волкова Т.В., Кулебякин А.В., Курицина И.Е., Ларина Н.А., Ломонова Е.Е., Милович Ф.О., Мызина В.А., Рябочкина П.А., Табачкова Н.Ю. Влияние фазового состава и локальной кристаллической структуры на транспортные свойства твердых растворов ZrO2—Y2O3 и ZrO2—Gd2O3. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2018;21(3):156-165. https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-156-165
For citation:
Agarkova E.A., Borik M.A., Bublik V.T., Volkova T.V., Kulebyakin A.V., Kuritsyna I.E., Larina N.A., Lomonova E.E., Milovich F.O., Myzina V.A., Ryabochkina P.A., Tabachkova N.Yu. Influence of phase composition and local crystal structure on the transport properties of ZrO2−Y2O3 and ZrO2−Gd2O3 solid solutions. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2018;21(3):156-165. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2018-3-156-165