Электрические свойства твердых растворов

Sr, Та,., Оп+,

6−2* 2+2* 11+3*.

Общие сведения об электропроводности твердых растворов

Sr^lvM2+lvOn+3v (M = Nb, Та)

Твердые растворы Sr_ft 2(М₂₊,_тО_п(М = Nb, Та) ранее исследовались как высокотемпературные кислородно-ионные проводники [см.: 167, 172], поэтому их электропроводность была изучена в области высоких температур (выше 700 °С). Было доказано, что природа ионной проводимости обусловлена преимущественно кислородным переносом, а доля катионного переноса пренебрежимо мала [см.: 167]. Однако комплексного изучения транспортных свойств твердых растворов Sr₆__2vM_2+2v0_1|+3(, в том числе определения протонной проводимости, выполнено не было.

На рис. 6.11 и 6.12 представлены температурные зависимости общей проводимости некоторых составов из области гомогенности твердых растворов Sr_{6 2t}M_2+гО,^ (М = Nb, Та) для сухого и влажного воздуха. Снижение общей проводимости с ростом содержания М, 0₅ (сухой воздух) отражает результат уменьшения концентрации вакансий кислорода в соответствии с формулой Sr,, М,₊, 0₁₁₊, (VA ,.

6−2y 2+2y 11+3.y^v O' 1−3*.

Проводимости образцов обоих систем проявляют отклик на смену влажности. Наиболее существенные изменения проводимости при смене влажности наблюдались для образцов с высокой концентрацией вакансий кислорода (область составов, прилегающих к SrM. O,).

6 2 1I'

Данные для твердых растворов на основе оксида ниобия Sr₆ Nb,₊₂ О ₃ приведены для сравнения с танталатной системой. Как было ранее сказано, ниобатная система характеризуется узкой областью гомогенности, ширина которой зависит от температуры,.

Рис. 6.12. Температурные зависимости общей электропроводности твердых растворов Sr^Nb^O,_|+3; (1)х = 0,07; (2)х = 0,15;

(3) * = 0,23; (4) х = 0,33.

Рис. 6.11. Температурные зависимости общей электропроводности твердых растворов Sr_Wt^Ta2₊2v°, W СОдг = 0,07; (2) * = 0,15; (5) * = 0,23; (4)х = 0,33. Сухая атмосфера рН₂0 = 3 10 ⁵атм, влажная — pH, О = 2 • 10 ²атм и составы с высокой концентрацией вакансий кислорода лежат вне области гомогенности. Основные исследования транспортных свойств нами были проведены для твердых растворов на основе оксида тантала Sr₆__aiTa_2+2jtO_u+3j[(0 <�х< 0,33).

На температурных зависимостях электропроводностей составов Sr₆Ta, O_u и Sr₅₉₂Ta_{2 08}O_1M2 во влажной атмосфере наблюдается локальный максимум (на рис. 6.13 данные представлены на примере состава Sr₆Ta₂0_M). Данный максимум проявляется при температурах 450−475 °С и так же, как для ниобата Ba₄Ca, Nb, O_n соответствует эффекту изменения структуры в процессе гидратации — дегидратации.

Рис. 6.13. Температурные зависимости общей электропроводности состава Sr. Ta₂O_n, полученные в атмосферах различной влажности (сухая атмосфера рН, 0 = 3 • 10 ⁵атм, влажная — рН., 0 = 2 • 10 ²атм) Ниже представлены исследования электрических свойств Sr₆, Ta₂₊₁O_|1+3i(0 <�а < 0,33) при варьировании Г, рО, рН, 0.