Наносистемы: физика, химия, математика
RUS  ENG    ЖУРНАЛЫ   ПЕРСОНАЛИИ   ОРГАНИЗАЦИИ   КОНФЕРЕНЦИИ   СЕМИНАРЫ   ВИДЕОТЕКА   ПАКЕТ AMSBIB  
Общая информация
Последний выпуск
Архив
Правила для авторов

Поиск публикаций
Поиск ссылок

RSS
Последний выпуск
Текущие выпуски
Архивные выпуски
Что такое RSS



Наносистемы: физика, химия, математика:
Год:
Том:
Выпуск:
Страница:
Найти






Персональный вход:
Логин:
Пароль:
Запомнить пароль
Войти
Забыли пароль?
Регистрация


Наносистемы: физика, химия, математика, 2024, том 15, выпуск 1, страницы 65–79
DOI: https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-1-65-79
(Mi nano1249)
 

CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE

Equilibrium of intrinsic and impurity point defects in Ca-doped Sm$_2$Zr$_2$O$_7$

Vladimir A. Vorotnikovab, Semyon A. Belyakovc, Alexey V. Ivanovab, Yulia V. Novikovac, Anna Yu. Stroevaa, Vadim V. Grebenevd, Dmitry N. Khmelenind, Olga V. Emel'yanovad, Maksim S. Plekhanove, Anton V. Kuz'minab

a Institute of Chemistry and Ecology, Vyatka State University, Kirov, Russia
b Institute of Solid-State Chemistry and Mechanochemistry SB RAS, Novosibirsk, Russia
c Institute of High-Temperature Electrochemistry UB RAS, Yekaterinburg, Russia
d Shubnikov Institute of Crystallography of Federal Scientific Research Centre "Crystallography and Photonics" of the RAS, Moscow, Russia
e Institute of Crystallography, RWTH Aachen University, Aachen, Germany
Аннотация: In this work, a doping strategy was used to achieve a good conductivity in samarium zirconate which crystallizes in the pyrochlore. The production of nanopowders made it possible to form high-density ceramics with an optimal microstructure. It is shown that intrinsic and impurity defects coexist in Sm$_{2-x}$Ca$_x$Zr$_2$O$_{7-\delta}$, impairing ion transport at high doping levels. Despite this, Sm$_{1.95}$Ca$_{0.05}$Zr$_2$O$_{7-\delta}$ maintains low activation energy of the parent and has good ionic conductivity (10$^{-3}$ S $\cdot$ cm$^{-1}$ at 600$^\circ$C) which is one of the largest among oxide pyrochlores. It has been shown to have a good chemical stability. The material has a thermal expansion coefficient (TEC) of 12 ppm K$^{-1}$ which is higher than YSZ and provides better compatibility with electrode materials. The above makes it possible to successfully use it as a highly stable oxygen electrolyte or an intermediate thin layer at the electrolyte-electrode interface in electrochemical devices.
Ключевые слова: solid oxide electrolyte, pyrochlores, grain boundary conductivity, nanoscale powders, combustion method.
Финансовая поддержка Номер гранта
Российский научный фонд 22-23-01121
The research was partially supported by the Russian Science Foundation (Grant № 22-23-01121).
Поступила в редакцию: 25.11.2023
Исправленный вариант: 01.02.2024
Принята в печать: 06.02.2024
Реферативные базы данных:
Тип публикации: Статья
Язык публикации: английский
Образец цитирования: Vladimir A. Vorotnikov, Semyon A. Belyakov, Alexey V. Ivanov, Yulia V. Novikova, Anna Yu. Stroeva, Vadim V. Grebenev, Dmitry N. Khmelenin, Olga V. Emel'yanova, Maksim S. Plekhanov, Anton V. Kuz'min, “Equilibrium of intrinsic and impurity point defects in Ca-doped Sm$_2$Zr$_2$O$_7$”, Наносистемы: физика, химия, математика, 15:1 (2024), 65–79
Цитирование в формате AMSBIB
\RBibitem{VorBelIva24}
\by Vladimir~A.~Vorotnikov, Semyon~A.~Belyakov, Alexey~V.~Ivanov, Yulia~V.~Novikova, Anna~Yu.~Stroeva, Vadim~V.~Grebenev, Dmitry~N.~Khmelenin, Olga~V.~Emel'yanova, Maksim~S.~Plekhanov, Anton~V.~Kuz'min
\paper Equilibrium of intrinsic and impurity point defects in Ca-doped Sm$_2$Zr$_2$O$_7$
\jour Наносистемы: физика, химия, математика
\yr 2024
\vol 15
\issue 1
\pages 65--79
\mathnet{http://mi.mathnet.ru/nano1249}
\crossref{https://doi.org/10.17586/2220-8054-2024-15-1-65-79}
\elib{https://elibrary.ru/item.asp?id=63021144}
Образцы ссылок на эту страницу:
  • https://www.mathnet.ru/rus/nano1249
  • https://www.mathnet.ru/rus/nano/v15/i1/p65
  • Citing articles in Google Scholar: Russian citations, English citations
    Related articles in Google Scholar: Russian articles, English articles
    Наносистемы: физика, химия, математика
    Статистика просмотров:
    Страница аннотации:17
    PDF полного текста:5
     
      Обратная связь:
     Пользовательское соглашение  Регистрация посетителей портала  Логотипы © Математический институт им. В. А. Стеклова РАН, 2024