فرآوری و بررسی خواص الکتریکی سرامیک BICUVOX.1 ، هادی یون اکسیژن

Abstract

ترکیبات سرامیکی BIMEVOX که از جایگزینی بخشی از وانادیوم در ترکیب با طیف وسیعی از فلزات ( ME :Cu ,Ni ,Ti ,Zr ,…) حاصل می گردند ، دردمای محیط دارای ساختار تتراگونال بوده ودارای قابلیت هدایت یونی مناسب در دمای پایین می باشند. ترکیب BICUVOX.1 از جمله معروفترین اعضاء این دسته از سرامیکهای هادی یون اکسیژن بوده و در دمای 400 میزان هدایت یونی آن ( ) بیش از 50 تا 100 برابر اکسید زیر کونیوم پایدار شده (معروفترین الکترولیت جامد موجود) در شرایط مشابه است. در پژوهش حاضر ترکیب BICUVOX.1 در حالت جامد سنتز شده و ساختار کریستالی و خلوص آن توسط پراش اشعه ایکس و پایداری فاز تشکیل شده با افزایش دما و به عبارتی احتمال وقوع دگرگونی در دماهای مختلف به روش آنالیز حرارتی (DTA/TG) مورد بررسی قرار گرفت. خواص الکتریکی (هدایت یونی ) ترکیب سنتز شده پس از سینترینگ در محدوده دمایی 750-100 به روش طیف سنجی امپدانس اندازه گیری و تعیین شد. نتایج تحقیق نشان داد که ترکیب BICUVOX.1 در دمای 650 سنتز شده و در دمای محیط دارای ساختار کریستالی تتراگونال و تک فاز است. آنالیز حرارتی در دماهای مختلف نیز حاکی از پایداری ساختار تتراگونال از دمای محیط تا نقطه ذوب بوده و تنها استحاله فازی در محدوده دمایی 500 -400 رخ داده و مربوط به تبدیل ساختار منظم به نا منظم جاهای خالی اکسیژن می باشد. نتایج اندازه گیریهای هدایت یونی در دماهای مختلف نیز نشان داد که ترکیب سنتز شده در دماهای پایین ( 500-300 ) نسبت به زیرکونیا دارای قابلیت هدایت یونی بیشتری بوده و انرژی لازم جهت انجام فرآیند نفوذ یونی در آن به مراتب کمتر 4/0 در مقایسه با eV 1/1 در دمای 500 از ترکیب زیرکونیای پایدار شده می باشد.