Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Иванов-Шиц А.К. -> "Ионика твердого тела. Том 1" -> 2

Ионика твердого тела. Том 1 - Иванов-Шиц А.К.

Иванов-Шиц А.К., Мурин И.В. Ионика твердого тела. Том 1 — Санкт-Петербург, 2000. — 616 c.
ISBN 5-288-02746-3
Скачать (прямая ссылка): ionikatverdogotelat12000.djvu
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 305 >> Следующая

проводники, основные теоретические подходы к описанию эффекта быстрого
ионного переноса, а также проблемы, связанные с использованием
суперионкых проводников.
В конце ряда разделов после основного списка литературы помещен
дополнительный, в котором приведены работы, вышедшие в самое последнее
время.
Авторы надеются на благосклонность читателей и будут благодарны за все
критические замечания и пожелания.
Глава I ВВЕДЕНИЕ
В последние годы все большее внимание привлекают новые твердотельные
ионпрово-дящие материалы (проводники второго рода) с высокой ионной
проводимостью: их называют суперионными проводниками (СИП) или твердыми
электролитами (ТЭЛ) (в англоязычной научной литературе - superionic
conductors, solid electrolytes или fast ion conductors). Как известно,
при нормальных условиях ионный перенос в обычных твердых телах - как
кристаллических, так и аморфных - не очень значителен и при комнатной
температуре проводимость а не превышает КГ10~ИГи Ом-1-см'1 [1]. Поскольку
ионная проводимость имеет термоактивационный характер, то по мере
увеличения температуры величина а растет, однако даже в окрестности точки
плавления она редко превышает КГ3 Ом-1 см'1 (здесь не рассматриваются
эффекты "предплавления" твердых тел, см., например, [2]). Однако
аномально высокая ионная проводимость ТЭЛ наблюдается при температурах,
существенно более низких, чем температура их плавления. На рис. 1.1
показана проводимость некоторых СИП в сравнении с обычными ионными
кристаллами и жидкими электролитами. Электропроводность "хороших" ТЭЛ
составляет 1СГ1 Ом1 см'1 (при комнатной температуре!), что по порядку
величины близко к проводимости расплавов и концентрированных растворов
жидких электролитов. Таким образом, речь идет о материалах, сочетающих
свойства жидкостей (проводимость, характерная для расплава или раствора,
ионная термоЭДС) и твердых тел (механическая жесткость кристаллов).
Первые упоминания о высокой проводимости ионных кристаллов относятся, по-
видимому, к началу XIX в" когда в 1833 г. Фарадей [3] отметил аномально
высокую электропроводность сульфида серебра, сравнимую со значениями а
для металлов. Через год, при исследовании фторида свинца, он обнаружил
резкое изменение электропроводности кристалла при 450°С [4]; в настоящее
время этот эффект известен как фарадеев (размытый) фазовый переход в
кристаллах со структурой флюорита.
Первым оксидным ТЭЛ можно считать керамику состава (масс,%) 85ZrOj-l
5У203, которую Нернст в 1899 г. использовал в качестве материала для ламп
накаливания [5]. В 1914 г. при исследовании йодистого серебра Тубандт и
Лоренц [6] обнаружили фазовый переход (при 147°С), в результате которого
электропроводность скачком меняется более чем на три порядка, достигая
величины МО-1 Ом', см | с последующим слабым ее повышением вплоть до
плавления кристалла. Далее проводимость Agl даже слегка уменьшается
(примерно на 7%). Следует отметить работы Каммера и Уэбера (1967 г.)
(7,8], которые сообщили об электролитических свойствах (3-глинозема и
использовании этого материала в серно-натриевом аккумуляторе. В то же
время Брэдли и Грин (и независимо от них) Оуэнс и Агью [9,10]
синтезировали новый серебропроводящий электролит RbAg^, проводимость
которого при комнатной температуре долгое время была рекордно высокой
(0,35 Ом'1-см'1).
В настоящее время известно большое количество ТЭЛ, в которых проводимость
обеспечивается самыми различными катионами - одно-, двух- и трехзарядными
(Ag+, Cu+, Li+, Na+, K+, Rb\ ТГ, Cs+, Ca2+, Zir\ Mg21-, Pb2\ Al3+, Sc3+,
Ce3+, Eu3+), а также анионами (Г, СГ, Вг", О2", S2'). Существуют
материалы, где носителями зарядов служат одновременно ионы двух сортов,
например, Ag+ и Hg2+ в A&HgU или сокатионная проводимость в твердых рас-
4
Igcf, Ом~1* cm-1
HUOjPQi^HjO
-15 -
¦ Диэлектрик (кварцевое стекло)
-20 ----1___I___I_______J-------I_______I___i___I___
0 200 400 600 800 1000
T.'C
Рис. 1.1. Электропроводность наиболее интересных ионных проводников в
сравнении с жидкими электролитами, полупроводниками, металлами и
диэлектриками.
Выделенный сектор представляет важную с практических позиций область
значений проводимости.
творах (ЫаД^р-АЬОэ; возможно, ионы трех сортов (К+, Rb+, Cs+) являются
подвижными в системах [0,75(I-x)Rb0i7Ko,3FeOr-xCsFe02]0,25Ti02 [11].
Предлагаемая читателям монография посвящена детальному описанию методов
получения ТЭЛ, характеризации их необычных свойств и анализу возможных
применений этих материалов в различных практически важных приборах и
устройствах.
Для удобства дальнейшего чтения книга ниже будут изложены основные
понятия физики и химии дефектных материалов, некоторые подходы к
структурному описанию кристаллических тел, а также обсуждены процессы
переноса в разупорядоченных средах н дан краткий обзор существующих в
настоящее время суперионных материалов.
§1. Теория дефектов в ионных кристаллах
Сложившиеся к началу XX столетия представления о твердых телах как о
Предыдущая << 1 < 2 > 3 4 5 6 7 8 .. 305 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed