Взаимодействие диоксида циркония с кислородом и его дефектная структура

Для описания обратимого обмена кислородом между кристаллической решеткой $\text{ZtrO}_2$ и окружающей средой применяется закон действующих масс и учитываются особенности размещения междоузельных частиц в решетке. Определены пути равновесного взаимодействия решетки $\text{ZtrO}_{2-x}$ с окружающей средой (виды образующихся дефектов) при разных парциальных давлениях кислорода $р(\text{O}_2)$ и температурах $T$ с определением вида зависимости $x = f[p(\text{O}_2)]$, изменений его состава, числа носителей заряда, массы, объема и плотности. Полученные результаты сопоставляются с имеющимися экспериментальными данными.
Показано, что при низких температурах дефектами решетки в чистом $\text{ZtrO}_2$ являются: при высоких $p(\text{O}_2)$ – вакансии кислорода в анионной подрешетке и однозарядные анионы кислорода в междоузлии, а при низких $p(\text{O}_2)$ – вакансии в анионной подрешетке и локализованные на соседних катионах электроны. При высоких $T$ дефектами решетки являются: при высоких $p(\text{O}_2)$ – однозарядные анионы кислорода и четырехзарядные катионы циркония в междоузлии, а при низких $p(\text{O}_2)$ – только нейтральные атомы циркония там же.