Preview

МОДИФИЦИРОВАНИЕ СВОЙСТВ YSZ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ИОНАМИ АРГОНА И КИСЛОРОДА

Полный текст:

Аннотация

Изучено влияние облучения высокоэнергетическими ионами кислорода и аргона на структуру и проводящие свойства YSZ разного состава. Показано, что облучение YSZ ионами вызывает незначительные нарушения структуры приповерхностных областей сложного оксида, но не приводит к изменению типа кристаллической решетки. По-видимому, последнее связано с тем, что, как дефекты, так и имплантируемые ионы расположены, в основном, на достаточно больших от поверхности YSZ глубинах. Наряду с этим высокая радиационная стойкость приповерхностных слоев YSZ с концентрацией Y2O3 10 и 15 мол. %, по-видимому, обусловлена высокой концентрацией кислородных вакансий в исходных необлученных материалах, которые выступают как эффективные центры рекомбинации для дефектов, образующихся в процессе облучения. В образцах состава ZrO2 + 3 мол. % Y2O3 концентрация вакансий ниже, и в процессе облучения наряду с рекомбинацией имеет место заметный выход кислорода из YSZ. Это приводит к снижению концентрации кислорода и повышению концентрации циркония на поверхности сложного оксида. Определены значения энергий активации кислородионной проводимости исследуемых материалов. Замечено, что облучение YSZ тяжелыми ионами в ряде случаев может приводить к улучшению кислород-ионной проводимости данных материалов.

Об авторах

И. В. Хромушин
Институт ядерной физики МЭ РК
Казахстан
Алматы


Т. И. Аксенова
Институт ядерной физики МЭ РК
Казахстан
Алматы


Ю. В. Ермолаев
Казахский национальный технический университет
Казахстан
Алматы


Т. Т. Тусеев
Казахский национальный университет им. аль-Фараби
Казахстан
Алматы


Список литературы

1. Iwahara H., Uchida H., Tanaka S. High temperature proton conducting solids oxide fuel cells using various fuels // J. Appl. Electrochem. – 1986.–Vol. 16. – P. 663–668.

2. Pal’guev S.F. High-Temperature Solid State Protonic Electrolytes: A Literature Review. Yekaterinburg, Ural. Department of RAN. – 1998. – 82 p.

3. Bauerle J.E., Hrizo J. Interpretation of the resistivity temperature dependence of high purity (ZrO2) 0.90 (Y2O3) 0.10 // J. Phys.Chem. Solids. – 1969. – Vol.30. – P. 565.

4. Solier J.D., Cachadina I., Dominques-Rodriques A. Ionic conductivity of ZrO2–12 mol % Y2O3 single crystals // Phys. Rev. B. – 1993. – Vol.48. – P. 3704.

5. Горшков О.Н. О формировании нанокластеров циркония в стабилизированном диоксиде циркония при облучении ионами. // Вестник Нижегородского университета им. Лобачевского. 2010. – №5 (2).– С. 271–278.

6. W.L. Gong, W. Lutze, R.C. Ewing. Zirconia ceramics for excess weapons plutonium waste // Journal of Nuclear Materials. – 2000. – V. 277. – Issues 2–3. – P. 239–249.

7. Ziegler J.F., Biersack J.P., Ziegler M.D., SRIM – The Stopping and Range of Ions in Matter. – 2012.– 398 p

8. Aksenova T.I., Khromushin I.V., Zhotabaev Zh.R., Bukenov K.D., Berdauletov A.K, Medvedeva Z.V. Thermodesorption study of barium and strontium cerates // Solid State Ionics. – 2003. – Vol. 162–163. – P. 31–36.

9. Jacobson A.J. Materials for solid oxide fuel cells // Chem. Mater. –2010. –V. 22. – P. 660–674.

10. Lyskov N.V., Kolchina L.M., Pestrikov P.P., Mazo G.N., Antipov E.V. Electrotransport Properties of SOFC Cathode Materials Based on Lanthanum Cuprate Doped with Praseodymium and Strontium Oxides // Russian Journal of Electrochemistry. – 2016. – V. 52. – P. 642–647.

11. Boivin J.C., Mairesse G. Recent material developments in fast ion conductors // Chem. Mater. –1998. – V. 10. – P. 2870–2888.

12. Хромушин И.В., Аксенова Т.И. Влияние низкоэнергетических ионов аргона на проводящие свойства YSZ. // Вестник НЯЦ РК. – 2017. – выпуск 1. – С. 55–61.

13. Токий Н.В., Перекрестов Б.И., Савина Д.Л., Даниленко И.А. Концентрационная и температурная зависимости энергии миграции кислорода в стабилизированном иттрием диоксиде циркония // Физика твердого тела. – 2001. – Т. 53. – Вып.9. – С. 1732–1736.


Для цитирования:


Хромушин И.В., Аксенова Т.И., Ермолаев Ю.В., Тусеев Т.Т. МОДИФИЦИРОВАНИЕ СВОЙСТВ YSZ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМИ ИОНАМИ АРГОНА И КИСЛОРОДА. Вестник НЯЦ РК. 2018;(3):55-62.

For citation:


Khromushin I.V., Aksenova T.I., Ermolaev Yu.V., Tuseev T.T. MODIFICATION OF YSZ PROPERTIES BY HIGH ENERGY IONS OF ARGON AND OXYGEN. NNC RK Bulletin. 2018;(3):55-62. (In Russ.)

Просмотров: 11


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-7516 (Print)
ISSN 1729-7885 (Online)