Термодинамика редокс процессов в слоевых кобальтитах со структурой двойного перовскита
Аннотация
Квалификационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников. Материал изложен на 71 странице, работа содержит 28 рисунков, 10 таблиц и 65 наименований.
КОБАЛЬТИТЫ, ДЕФЕКТНАЯ СТРУКТУРА, КИСЛОРОДНАЯ НЕСТЕХИОМЕТРИЯ, ТЕРМОДИНАМИКА ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ, ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛА
ПЛОТНОСТИ, МОДЕЛЬ ДЕБАЯ, МОДЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, КИСЛОРОДНЫЙ ОБМЕН
В настоящей работе исследованы термодинамические и механические свойства твердооксидных фаз RBaCo2O6-δ, где R – редкоземельный элемент, в зависимости от температуры и кислородной нестехиометрии δ. Методом функционала электронной плотности рассчитаны зависимости потенциальной энергии E от объема V элементарных ячеек двойных перовскитов RBaCo2O5 и RBaCo2O6 (R=Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd). Полученные зависимости E = f(V) аппроксимированы уравнением состояния Винета и полиномиальными функциями. Рассчитаны упругие константы данных твердооксидных фаз, а также модуль Юнга и коэффициент Пуассона.
Методом квазигармонического приближения Дебая на основе аппроксимирован-ных кривых E = f(V) получены зависимости термодинамических функций от температуры – энтальпии H, энтропии S, относительного термического расширения ΔV/V0 и теплоемкости при постоянном давлении Cp. Определены значения энтальпии и энтропии кислородного обмена с газовой фазой.
Проведен критический анализ двух квазихимических моделей дефектной структуры оксидов RBaCo2O6-δ. На основе экспериментальных p(O2)-T-δ диаграмм рассматриваемые модели верифицированы в широком интервале температур и парциальных давлений кислорода, определены энтальпийные и энтропийные инкременты свободной энергии Гиббса различных реакций дефектообразования. Результаты теоретического расчета из первых принципов сопоставлены с результатами модельного анализа и с независимыми экспериментальными данными по низкотемпературной теплоемкости и термическому расширению.
КОБАЛЬТИТЫ, ДЕФЕКТНАЯ СТРУКТУРА, КИСЛОРОДНАЯ НЕСТЕХИОМЕТРИЯ, ТЕРМОДИНАМИКА ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ, ТЕОРИЯ ФУНКЦИОНАЛА
ПЛОТНОСТИ, МОДЕЛЬ ДЕБАЯ, МОДЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ, КИСЛОРОДНЫЙ ОБМЕН
В настоящей работе исследованы термодинамические и механические свойства твердооксидных фаз RBaCo2O6-δ, где R – редкоземельный элемент, в зависимости от температуры и кислородной нестехиометрии δ. Методом функционала электронной плотности рассчитаны зависимости потенциальной энергии E от объема V элементарных ячеек двойных перовскитов RBaCo2O5 и RBaCo2O6 (R=Y, La, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd). Полученные зависимости E = f(V) аппроксимированы уравнением состояния Винета и полиномиальными функциями. Рассчитаны упругие константы данных твердооксидных фаз, а также модуль Юнга и коэффициент Пуассона.
Методом квазигармонического приближения Дебая на основе аппроксимирован-ных кривых E = f(V) получены зависимости термодинамических функций от температуры – энтальпии H, энтропии S, относительного термического расширения ΔV/V0 и теплоемкости при постоянном давлении Cp. Определены значения энтальпии и энтропии кислородного обмена с газовой фазой.
Проведен критический анализ двух квазихимических моделей дефектной структуры оксидов RBaCo2O6-δ. На основе экспериментальных p(O2)-T-δ диаграмм рассматриваемые модели верифицированы в широком интервале температур и парциальных давлений кислорода, определены энтальпийные и энтропийные инкременты свободной энергии Гиббса различных реакций дефектообразования. Результаты теоретического расчета из первых принципов сопоставлены с результатами модельного анализа и с независимыми экспериментальными данными по низкотемпературной теплоемкости и термическому расширению.