Место издания:Московская обл., Черноголовка, 9-13 сентября 2018 г
Первая страница:119
Аннотация:Твердые растворы на основе Bi2O3 интересны как материалы с высокой кислородной проводимостью, достигающей 0.1-1 См/см при 800 °C. Беспримесный Bi2O3 обладает сложным полиморфизмом. Хорошо известны четыре основные структурные модификации Bi2O3: 1) моноклинная фаза -Bi2O3, стабильная при комнатной температуре; 2) тетрагональная фаза -Bi2O3; 3) кубическая фаза -Bi2O3; 4) высокотемпературная кубическая фаза -Bi2O3 со структурой флюорита, стабильная в узком интервале температур 700-780 ºC и обладающая экстремально высокой проводимостью по кислороду около 3 См/см. С целью стабилизации кубической кислородпроводящей фазы -Bi2O3 при комнатной температуре применяется метод содопирования Bi2O3 одновременно двумя примесями.
Цель настоящей работы – изучение фазообразования, полиморфизма и свойств соединений на основе Bi2O3 в тройных системах Bi2O3-Ln2O3-WO3 (Ln = La, Pr, Nd).
Поликристаллические образцы были получены твердофазным синтезом на воздухе. При изменении состава в системах Bi2O3-Ln2O3-WO3 были выявлены фазы с кубической, тетрагональной, моноклинной и ромбоэдрической структурой. Высокотемпературная кислородпроводящая фаза -Bi2O3 с кубической структурой типа флюорита стабилизировалась в узком интервале концентраций 85-90 мол.% Bi2O3, что значительно меньше, чем случае аналогичных систем с молибденом. Еще одно поле стабильности кубических соединений с флюоритовой структурой (фаза 1-Bi2O3) было обнаружено вблизи разреза Nd2WO6-NdBiO3 в тройной системе Bi2O3-WO3-Nd2O3. Кубические образцы в фазе -Bi2O3 обладают высокой электропроводностью, порядка 0.05-0.6 См/см при 800 °C. При повышении концентрации висмута электропроводность возрастает. В низкотемпературной области проводимость подчиняется закону Аррениуса с энергией активации близкой к 0.9 эВ. Выше 400 ° C электропроводность может быть описана законом Фогеля-Фулчера-Таммана.