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Mo位掺杂对氧离子导体La2Mo2-xTxO9-δ(T=Al、Fe、Mn、Nb、V)中氧离子扩散和导电特性的影响

李春王先平程帜军方前锋

南昌航空工业学院材料科学与工程系中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室中国科学院固体物理研究所材料物理重点实验室南昌航空工业学院材料科学与工程系

摘要:作为新近报道的一种新型氧离子导体,La2Mo2O9因其晶格中包含高浓度的内禀氧空位而在中温阶段便具有良好氧离子电导性能。在800℃时,La2Mo2O9 的氧离子电导率便可高达0.06 S/cm,其导电机理同其他类型的氧离子导体类似, 也起因于电场作用下氧离子在晶格中经空位的定向扩散迁移,所不同的是其氧空位是由于结构特征所特有的内禀氧空位,而非由掺杂引进。需要指出的是,在580℃左右,氧离子导体La2Mo2O9发生一结构相变,相变前后分别对应于低温时氧离子分布的有序相(α)和高温时氧离子分布的无序相(β)。在La位和Mo位进行适量的阳离子替代(如La位替代Gd3+、Y3+、K+、Sr2+、Ba2+、Bi3+等或Mo位替代 V5+、S6+、Cr6+、W6+等),能够有效的抑制该相变的发生,保持其高温导电相到较低温度,从而有利于改善其低温导电性能。但与纯的La2Mo2O9相比,大部分掺杂样品的高温导电性能降低了。本文在Mo位进行Al3+、Fe3+、Mn3+、Nb5+、V5+等阳离子替代,结果显示:除V5+外,其它元素的替代都不能抑制相变,但所有替代后的样品的电导率都高于纯的La2Mo2O9的电导率。对不能抑制相变的Al3+、Fe3+、 Mn3+、Nb5+的替代,如果在La位同时进行适量的K+替代就能抑制相变,并能得到高于纯的La2Mo2O9的电导率。以Fe3+掺杂为例,分析掺杂后电导率的提高不仅是由于离子电导率的提高,还包括部分电子电导率提高的贡献,但以离子电导的增加为主。本文同时用介电弛豫的方法研究了氧离子导体La2Mo2-xAxO9-δ(A=Al、 Fe、Mn、Nb、V)中氧离子经空位扩散的微观弛豫机制,通过考查弛豫峰的移动, 得出了相应的空位扩散激活能。
会议名称:

2006年中国固态离子学暨国际电动汽车动力技术研讨会

会议时间:

2006-09

会议地点:

中国湖南长沙

  • 专辑:

    工程科技Ⅱ辑

  • 专题:

    电力工业

  • 分类号:

    TM24

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