ИСТИНА

Одними из наиболее перспективных материалов на роль электролита ТОТЭ сегодня считаются перовскитоподобные сложные оксиды галлия; к примеру, в литературе часто рассматривается LSGM, сложный оксид лантана, стронция, галлия и магния. Однако он, несмотря на свои высокие электрохимические характеристики, обладает и рядом недостатков. В прошлых работах [1-2] было показано, что допированный железом SrSnO3 показывает высокие значения проводимости, однако такое замещение также приводило к значительному увеличению вклада электронной составляющей в проводимость. При этом числа переноса tO2- составляли не более 50%, что означало невозможность использования таких материалов в качестве электролита ТОТЭ. По этой причине было предложено изучить возможность частичного замещение катиона олова в SrSnO3 на галлий для повышения кислород-ионной, но не электронной проводимости материала. В настоящей работе были исследованы новые перовскитоподобные оксиды состава SrSn1-xGaxO3-δ (0 ≤ x ≤ 0.5, Δx = 0.125). При помощи твердофазного синтеза при температурах 1250-1350oC из порошков Ga2O3 и SrCO3 были получены образцы состава SrSn1-xGaxO3-δ. На результатах РФА виден сдвиг пиков, причем параметр ячейки изменялся от 4.0317(3) Å для SrSnO3 до 4.0234(4)Å для SrSn0.5Ga0.5O3-δ. Затем при помощи высокотемпературного РФА были измерены значения КТР образцов: от 1.09∙10-5 K-1 для SrSnO3 до 1.28∙10-5 K-1 для SrSn0.625Ga0.375O3-δ. Затем из порошков были получены плотные мембраны SrSnO3 и SrSn0.75Ga0.25O3-δ. Наиболее плотные образцы (плотности 95% и 87% соотв.) были получены при помощи SPS (Spark Plasma Sintering). Также были испробованы другие методы (спекание с ПВС или с добавлением 5 мол. % Co(NO3)2 and Cu(NO3)2), однако они показали значительно более низкие плотности образцов (до 65%). Проводимости образцов были измерены при помощи импеданс-спектроскопии. SrSnO3, полученный при помощи SPS, показал значения проводимости в 2.68∙10-3S∙cm-1 при 1073 K и 8.45∙10-5S∙cm-1 при 873 К, а полученный спеканием с 5 мол. % Co(NO3)2 показал соответствующие значения в 5.56∙10-4 S∙cm-1 и 1.39∙10-6 S∙cm-1, что можно объяснить более низкой плотностью образца, полученного методом SPS. SrSn0.75Ga0.25O3-δ показал более низкие значения проводимости, чем незамещенный оксид (1.02∙10-4 S∙cm-1 при 1073 K и 1.13∙10-5 S∙cm-1 при 873 K). Это можно объяснить расплавленными примесями. Несмотря на то, что они неразличимы методом РФА, их можно заметить на снимки РЭМ.