СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ ТВЕРДЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ (ZrO2)_(1-x-y)(Sс2O3)_x(T2O3)_y (х = 0.035—0.11; у = 0-0.02), ПОЛУЧЕННЫХ НАПРАВЛЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИЕЙ РАСПЛАВА

摘要

Методом направленной кристаллизации расплава выращены монокристаллы твердых электролитов системы (ZrO2)_(1-x-y)(Sс2O3)_x(T2O3)_y (х = 0.035—0.11; у = 0—0.02). Показано, что стабилизация ZrO2 только Sc2O3 в диапазоне концентраций 9—11 мол. % Sc2O3 не позволяет получить кристаллы с кубической структурой, и только введение дополнительных стабилизирующих добавок Y2O3 позволило вырастить однородные, прозрачные и однофазные кубические кристаллы. Установлено, что все исследованные кристаллы имеют высокую микротвердость, но малую трещиностойкость. Ионная проводимость кристаллов с 6 и 9 мол. % Sc2O3 (6ScZr и 9ScZr соответственно) сравнима с 8 мол. % Y2O3-стабилизированным ZrO2 (8YSZ), наиболее проводящим электролитом бинарной системы ZrO2—Y2O3. Удельная проводимость кристаллов, содержащих 8—10 мол. % Sc2O3 и 1—2 мол. % Y2O3, превышает проводимость других материалов, включая 8YSZ. Максимальной проводимостью в исследованном диапазоне составов обладает кубическая фаза с 10 мол. % Sc2O3 и 1 мол. % Y2O3 (10Sc1YZr).