Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)
Мнимые части имеют максимумы в окрестностях некоторой характеристической частоты ramax = 1/RC. Таким образом, можно определить емкость и времена релаксации процессов, протекающих в исследуемой электрохимической системе. Время релаксации т определяется по уравнению: т = RC . (2) Следовательно, времена релаксации могут быть рассчитаны по частоте максимума годографа из соотношения: Т= IVWmax— 1 / 2 n/max. (3) А значения эффективной удельной емкости можно определить по формуле: С = 1/fflmaxR = 1/2nfmaxR. (4) Идентификация природы соответствующих релаксационных процессов основывалась на определении значений эффективной удельной емкости [9]. Удельную ионную проводимость LAGP определяли экстраполяцией годографа импеданса на ось активных сопротивлений и рассчитывали по формуле: h с = ---- (5) RS ) где h — толщина таблетки; S — диаметр таблетки; R — сопротивление таблетки. Ионная проводимость керамики LAGP, синтезированной жидкофазным способом, достигала при комнатной температуре 4,6-10 -4 См/см, что в 3 раза выше проводимости поликристаллических образцов LAGP, синтезированных нами твердофазным методом (1,5-10 -4 См/см). Далее было установлено, что на проводимость таблеток LAGP влияет не только температура спекания, при которой достигается высокая плотность таблеток, но и продолжительность спекания, в результате чего происходит рост зерен кристаллитов. Это, в свою очередь, приводит к снижению зернограничного сопротивления и, следовательно, к повышению общей проводимости. Таблетки LAGP спекали при температуре 850-900 оС в течение 5 и 12 ч с последующим измерением плотности и электрохимических характеристик. При увеличении продолжительности спекания таблеток до 12 ч их плотность не возрастала и составляла 85-87 % от теоретической. Однако на годографах импеданса практически отсутствовала вторая окружность в области средних частот (10 4 -10 5 Гц), которая характеризует сопротивление границ зерен. Значительное снижение зернограничного сопротивления может свидетельствовать о росте зерен керамики. Максимальное значение объемной и общей ионной проводимости LAGP, измеренное после спекания таблеток в течение 12 ч, составило 110 -3 и 8 , 6 -10 -4 См/см соответственно. Представленные результаты свидетельствуют о получении твердого электролита с характеристиками, не уступающими лучшим образцам LAGP [10-12]. Твердый электролит LAGP, синтезированный из жидкофазного прекурсора, тестировали относительно сохранности электрофизических свойств при длительном хранении его на воздухе в обычных условиях. Ионную проводимость образцов LAGP измеряли после хранения на воздухе в течение 30 месяцев в виде спеченной таблетки без какой-либо предварительной подготовки. Значения проводимости указывают на отсутствие изменений электрофизических свойств LAGP при хранении на воздухе в течение 30 месяцев (рис. 3). Высокая стабильность при длительном хранении на воздухе LAGP вызывает повышенный интерес к твердым электролитам на основе сложных фосфатов. Рис. 3. Годограф электрохимического импеданса исходного LAGP (1) и спустя 30 месяцев хранения в обычных условиях (2) Работа выполнена при частичной поддержке программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Арктика — научные основы новых технологий освоения, сохранения и развития». 658
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz