理论教育 钙钛矿材料的氧扩散研究

钙钛矿材料的氧扩散研究

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:双钙钛矿结构的分子式为A2B2O6。最近有研究表明,A和A离子的次序将对该类钙钛矿材料的氧扩散性能造成很大的影响。高分辨率电镜对双钙钛矿GdBaCo2O5+δ的研究表明,Gd和Ba离子在面有序排列,氧空位主要分布于GdO面[41]。GdBaCo2O5+δ[42]和PrBaCo2O5+δ[43]具有较高的氧示踪扩散系数和较低的氧示踪扩散活化能。

钙钛矿材料的氧扩散研究

具有与钙钛矿型化合物结构类似的材料为数众多,这些化合物包括Rud-dleston-Popper系列(An+2Bn+1O3n+4),其中第一类具有K2NiF4结构(n=1[3])。这类材料的氧扩散性能最近已经得到研究,最为显著的是稀土金属基RE2NiOδ。这类材料在氧分压较高时呈现氧过剩,并通过氧填隙显示出扩散现象。尽管这些材料非常有趣,但是本章不对此进行赘述。

一些针对双钙钛矿结构的研究发现最近得以发表。双钙钛矿结构的分子式为A2B2O6。通过A∗离子在A位取代50%而形成分子式为AA∗B2O6的化合物。如果取代离子具有较低价态,就会形成AAB2O5+δ。最近有研究表明,A和A∗离子的次序将对该类钙钛矿材料的氧扩散性能造成很大的影响。高分辨率电镜对双钙钛矿GdBaCo2O5+δ(0≤δ≤1)的研究表明,Gd和Ba离子在(001)面有序排列,氧空位主要分布于GdO面[41]。氧空位这种特殊的排列似乎是为了有利于氧输送。GdBaCo2O5+δ[42]和PrBaCo2O5+δ[43]具有较高的氧示踪扩散系数(575℃温度下约为10-9cm2s-1)和较低的氧示踪扩散活化能(0.60eV)。(www.daowen.com)

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