Исследована структура порошков ZrO2–Sc2O3 в диапазоне составов от 1 до 15 мол. % Sc2O3 с добавлением 0,1 мол. % Eu2O3 в качестве спектроскопического зонда, полученных методом соосаждения и термообработанных при температурах от 500 до 1200 ?С. Идентификация кристаллической структуры проведена рентгенофазовым анализом (РФА) и спектроскопией комбинационного рассеяния (КР). Локальная структура оценена по спектрально-люминесцентным свойствам иона Eu3+ в порошковых препаратах.
Владислав Павлович Данилов – аспирант кафедры химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Екатерина Сергеевна Борисова – студент кафедры химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Владислав Евгеньевич Шукшин – канд. физ.-мат. наук, ст. сотрудник лаборатории спектроскопии кристаллов и стекол, Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Кристина Игоревна Рунина – канд. хим. наук, мл. науч. сотрудник лаборатории функциональных материалов и структур для фотоники и электроники кафедры химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Павел Викторович Стрекалов – мл. науч. сотрудник, аспирант кафедры химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
Мария Николаевна Маякова – канд. хим. наук, науч. сотрудник лаборатории спектроскопии кристаллов и стекол, Институт общей физики им. А. М. Прохорова РАН, Москва, Россия
Ольга Борисовна Петрова – д-р хим. наук, профессор, профессор кафедры химии и технологии кристаллов, РХТУ им. Д. И. Менделеева, Москва, Россия
1. ENERDATA / Общее потребление электроэнергии. Данные о мировой энергетике и климате – ежегодник 2023 г. URL: https://energystats.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html. (дата обращения: 10.04.24).
2. University of Cambridge / Fuel Cells. DoITPoMS. 2006. P. 8 URL: https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/fuel-cells/printall.php (дата обращения: 10.05.24).
3. Десятов А. В., Курбатов Ю. А., Аверина А. М. и др. Твердооксидные топливные элементы: энергия будущего // Журнал «Химическая промышленность сегодня». 2019. № 3. С. 20 – 24.
4. Choudhury A., Chandra H., Arora A. Application of solid oxide fuel cell technology for power generation – A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 20. P. 430 – 442. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.031 (дата обращения: 11.05.24).
5. Singh M., Zappa D., Comini E. Solid oxide fuel cell: Decade of progress, future perspectives and challenges // International Journal of Hydrogen Energy. 2021. V. 46, No. 54. P. 27643 – 27674. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.06.020 (дата обращения: 11.05.24).
6. Федоров П. П., Яроцкая Е. Г. Диоксид циркония. Обзор // Конденсированные среды и межфазные границы. 2021. Т. 23, № 2. С. 169 – 187. URL: https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3427 (дата обращения: 14.05.2024).
7. Заводинский В. Г. О механизме ионной проводимости в стабилизированном кубическом диоксиде циркония // Физика твердого тела. 2004. Т. 46, Вып. 3. С. 441 – 445.
8. Ахунова Д. Р., Попова Н. А., Лукин Е. С. и др. Композиционная керамика на основе диоксида циркония для твердотопливных элементов // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. XXXVI, № 3. C. 13 – 15.
9. Ahamer C., Opitz A. K., Rupp G. M., et al. Revisiting the temperature dependent ionic conductivity of yttria stabilized zirconia (YSZ) // Journal of The Electrochemical Society. 2017. V. 164, No. 7. P. F790 – F803. URL: https://doi.org/10.1149/2.0641707jes (дата обращения: 14.05.24).
10. Spiridonov F. M., Popova L. N., Popil’skii R. Ya. On the phase relations and the electrical conductivity in the system ZrO2–Sc2O3 // Journal of solid state chemistry. 1970. V. 2, No. 3. P. 430 – 438. URL: https://doi.org/10.1016/0022-4596(70)90102-7 (дата обращения: 14.05.24).
11.Thornber M. R., Bevan D. J. M., Summerille E. Mixed oxides of the type MO2 (Fluorite)-M2O3. V. Phase studies in the systems ZrO2-M2O3 (M = Sc, Yb, Er, Dy) // Journal of solid state chemistry. 1970. V. 1, No. 3–4. P. 545 – 553. URL: https://doi.org/10.1016/0022-4596(70)90140-4 (дата обращения: 15.05.24).
12.Федоров П. П., Чернова Е. В. Фазовые диаграммы систем диоксида циркония с оксидами иттрия и скандия // Конденсированные среды и межфазные границы. 2023. Т. 25, № 2. С. 257 – 267 URL: https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11106 (дата обращения: 18.05.24).
13. Ruh R., Garrett H. J., Domagala R. F., et al. The system Zirconia–Scandia // Journal of The American Ceramic Society. 1977. V. 60, No. 9–10. P. 399 – 403. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1977.tb15521.x (дата обращения: 18.05.24).
14.Sheu T.-S., Xu J., Tien T.-Y. Phase relationships in the ZrO2–Sc2O3 and ZrO2–In2O3 systems // Journal of the American Ceramic Society. 1993. V. 76, No. 8. P. 2027 – 2032. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb08328.x (дата обращения: 18.05.24).
15.Yashima M., Kakihana M., Yoshimura M. Metastable-stable phase diagrams in the zirconia-containing systems utilized in solid-oxide fuel cell application // Solid State Ionics. 1996. V. 86. P. 1131 – 1149 URL: https://doi.org/10.1016/0167-2738(96)00386-4 (дата обращения: 19.05.24).
16.Li Y., Han Q., Yao Y., et al. Comparative study of yttria-stabilized zirconia synthesis by co-precipitation and solvothermal methods // Journal of Alloys and Compounds. 2019. V. 71. P. 3806 – 3813. URL: https://doi.org/10.1007/s11837-019-03760-w (дата обращения: 19.05.24).
17. Agarkova D. A., Borik M. A., Bublik V. T., et al. Structure and transport properties of melt grown Sc2O3 and CeO2 doped ZrO2 crystals // Journal of Solid State Ionics. 2018. V. 322. P. 24 – 26. URL:https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.04.024 (дата обращения: 19.05.24).
18. Борик М. А., Волкова Т. В., Ломонова Е. Е. и др. Cпектроскопия оптических центров ионов Eu в кристаллах частично стабилизированного и стабилизированного диоксида циркония // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 122, № 4. С. 599 – 606. URL: https://doi.org/10.7868/S0030403417040080 (дата обращения: 19.05.24).
19. Данилов В. П., Стрекалов П. В., Маякова М. Н. и др. Синтез и исследования фазового состава поликристаллических порошков в системе ZrO2–Sc2O3 // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36, № 4(253). С. 22 – 25.
20. Борик М. А., Бублик В. Т., Вилкова М. Ю. и др. Структура, фазовый состав и механические свойства кристаллов ZrO2, частично стабилизированных Y2О3 // Материалы Электронной Техники. 2014. № 1(65). С. 58 – 64.
21. Барбашов В. И., Несова Е. В. Влияние фазового состава на электропроводность керамики ScSZr // Физика и техника высоких давлений. 2017. Т. 27, № 4. С. 94 – 100.
22. Соболь А. А. Высокотемпературная спектроскопия комбинационного рассеяния света твердых и расплавленных диэлектриков: дис. … д-ра физ.-мат. наук / Ин-т общ. физики им. А. М. Прохорова РАН. М., 2012. 39 с.
23. Ломонова Е. Е., Агарков Д. А., Борик М. А. и др. Твердые электролиты ZrO2–Sc2O3, легированные оксидами Yb2O3 или Y2O3 // Электрохимия. 2020. Т. 56, № 2. С. 127 – 132. URL: https://doi.org/10.31857/S0424857020020085 (дата обращения: 23.05.24).
24. Huang H., Hsieh C.-H., Kim N., et al. Structure, local environment, and ionic conduction in scandia stabilized zirconia // Solid State Ionics.2008. V. 179, No. 27 – 32. P. 1442 – 1445. URL: https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.02.061 (дата обращения: 23.05.24).
25. Вильегас-Брито Х. К., Гапоненко Н. В., Сукалин К. С. и др. Люминесценция ионов Еu3+ в пленках алюмоиттриевых композитов на подложках из кварцевого стекла // Журнал Прикладной Спектроскопии. 2017. Т. 84, № 4. C. 655 – 659.
26. Agarkov D. A., Borik M. A., Volkova T. V., et al. Phase composition and local structure of scandia and yttria stabilized zirconia solid solution // Journal of Luminescence. 2020. V. 222. P. 117170. URL: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117170 (дата обращения: 23.05.24).
27. Севостьянова Т. С., Хомяков А. В., Маякова М. Н. и др. Люминесцентные свойства твердых растворов в системе PbF2–EuF3 и свинцовых фтороборатных стеклокристаллических материалов, активированных ионами Eu3+ // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 123, № 5. С. 734 – 744. URL: https://doi.org/10.7868/S0030403417110198 (дата обращения: 23.05.24).
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500
DOI: 10.14489/glc.2024.10.pp.057-066
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку