Термодинамические свойства двойных перовскитов
Аннотация
Сложные оксиды RBaCo2O6-d обладают уникальными свойствами, такими как высокая смешанная электронная и кислород-ионная проводимость, быстрый кислородный транспорт, широкий интервал изменения кислородной нестехиометрии. Особое внимание к этим веществам вызвано также возможностью тонкой настройки их физико-химические свойств путем допирования в подрешетку Со и/или редкоземельного элемента, что позволяет получить материалы с требуемыми характеристиками, например, для катодов твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Тем не менее, общим недостатком данных материалов является высокий коэффициент термического расширения (КТР) (~20*10-6 K-1), практически в два раза превышающий КТР распространённых твердооксидных электролитных материалов. Выгодно в этой связи выделяются иттрий- и гольмий-содержащие двойные перовскиты, имеющие малые коэффициенты термического расширения, которые вполне сравнимы с таковыми для твердооксидных электролитов. Именно поэтому изучение данных соединений представляет особый интерес. Однако до настоящего момента данные двойные перовскиты исследовались только в структурном и прикладном аспектах, тогда как критически важная информация о термодинамической устойчивости этих сложных оксидов отсутствует в литературе. Более того, до сих пор отсутствуют надежные данные о зависимости кислородной нестехиометрии и проводимости этих двойных перовскитов от парциального давления кислорода, а анализ их дефектной структуры не проводился. Не исследованными в области повышенных температур также остаются термодинамические свойства, такие как инкременты энтальпии и теплоемкость, данных соединений, хотя знание этих свойств критически важно для предсказания их химической совместимости, например, с материалами электролитов в ТОТЭ.
Таким образом, отсутствие в литературе работ, посвященных ключевым физико-химическим свойствам двойных перовскитов YBaCo2O6-δ и HoBaCo2O6-δ, определяет цель настоящего исследования, направленного на определение границ областей термодинамической устойчивости и установление зависимостей кислородной нестехиометрии и электропроводности этих соединений в области их устойчивости от температуры и парциального давления кислорода во взаимосвязи с их дефектной структурой.
Таким образом, отсутствие в литературе работ, посвященных ключевым физико-химическим свойствам двойных перовскитов YBaCo2O6-δ и HoBaCo2O6-δ, определяет цель настоящего исследования, направленного на определение границ областей термодинамической устойчивости и установление зависимостей кислородной нестехиометрии и электропроводности этих соединений в области их устойчивости от температуры и парциального давления кислорода во взаимосвязи с их дефектной структурой.