Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2025(16))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 1. С. 225-231. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 1. P. 225-231 серной кислоты (550-650 г/л H 2 SO 4 ), нагретый до 80-90 °С, добавляли концентрат, массовый расход которого по отношению к объему серной кислоты соответствовал отношению Т : Vж = 1:3. Суспензию нагревали и выдерживали в режиме кипения при перемешивании в течение 10 ч с возвратом парогазовой фазы в зону реакции. По окончании указанного времени суспензию охлаждали и отделяли жидкую фазу от продуктов реакции и невскрытых частиц концентрата [7]. Из полученного титансодержащего раствора методом кристаллизации выделяли аммоний титанилсульфат. Далее соль растворяли и методом «аммиачного» гидролиза получали гидроксид титана(ГУ). Процесс гидролиза проводили путем постепенного введения 2 % раствора аммиака в титановый раствор при постоянном перемешивании реакционной массы. Процесс вели до полной нейтрализации (pH = 5-5,5). Затем фильтрованием под вакуумом отделяли твердую фазу и тщательно промывали водой. Полученный осадок сушили на воздухе при комнатной температуре [8]. Фазовый состав твердого электролита LATP определяли с использованием дифрактометра XRD-6000 Shimadzu (CuKa-излучение, графитовый монохроматор). Ионную проводимость LATP изучали методом импедансной спектроскопии в диапазоне частот 103-2-106 Гц с амплитудой переменного сигнала 0,1 В с использованием импедансметра Z-2000 (Elins). Образцы готовили в виде прессованных цилиндрических таблеток, на торцы которых после спекания при температуре 900 °С наносили графитовые электроды. Плотность таблеток рассчитывали как частное от деления массы образца на его объем, вычисленный из геометрических размеров цилиндрической таблетки. Размеры предварительно отшлифованного образца измеряли микрометром с точностью 0,01 мм, таблетку взвешивали на электронных весах ЛВ-210А с точностью 0,001 г. Значение удельной ионной проводимости ( а) рассчитывали с учетом геометрических размеров по формуле: о = 4 h Rnd2> (1) где h — толщина таблетки; d — диаметр таблетки; R — сопротивление таблетки. В интервале 25-150 °С была изучена температурная зависимость ионной проводимости и определена энергия активации LATP. Ячейку С/LATP/C помещали в сушильный шкаф, нагревали со скоростью 0,5 град/мин, термостатировали в течение 10 мин, затем записывали годограф (графическая зависимость Z '-Z '' в координатах Найквиста), по которому определяли значение ионной проводимости при данной температуре. Значения энергии активации ионной проводимости были рассчитаны по уравнению Аррениуса: Р о = А е х р (- § ) , (2) где Ea— энергия активации; A — предэкспоненциальный коэффициент; T — абсолютная температура; R — газовая постоянная. Результаты и обсуждение Твердый электролит номинального состава Li 1 , 3 Al 0 , 3 T iu (PO 4)3 синтезировали из жидкофазного оксалатного прекурсора. Преимущества метода описаны в [9]. В качестве исходных веществ для синтеза l A t P использовали Li2CO3 хч, Al(NO3^9H2O ос. ч., Н 2 С 2 О 4 2 Н 2 О хч, (NHO 2 HPO 4 хч и гидроксид титана TiO(OH) 2 , полученный в результате переработки титанита CaTiSiO5. Содержание оксида титана составляло 72,5 мас. % (табл. 2). Содержание оксидов в технологических продуктах Таблица 2 Содержание, мас.% TiO2 CaO SiO2 Fe2O3 Nb2O5 CaTiSiOs 37,5 30,3 30,4 0,27 0,41 TiO(OH )2 (сушили на воздухе) 72,5 — 0,007 0,21 0,09 © Куншина Г. Б., Бочарова И. В., Щукина Е. С., Герасимова Л. Г., 2025 227