Electrical conductivity of the ZrO2–Ln2O3 (Ln=lanthanides) system

Arachi, Yoshinori

doi:10.1016/s0167-2738(98)00540-2

Cited by 354 publications

(227 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

193

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…This discrepancy may again be due to different structures and possible grainboundary impurities . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 10 This type of drop in ionic conductivity has been linked to a phase transition that occurs between the cubic and the ordered rhombohedral phases (β, γ, and δ) near 600 °C for SSZ with a doping level of ≥ 10 mol% [22]. Fig.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Concentration-dependent ionic conductivity and thermal stability of magnetron-sputtered nanocrystalline scandia-stabilized zirconia

et al. 2010

View full text Add to dashboard Cite

Nanocrystalline (nc) scandia-stabilized zirconia (SSZ) electrolytes with scandia contents of 5.9 to 15.9 mol% were synthesized by reactive magnetron sputtering. For scandia content ≥ 9.1 mol%, the as-deposited films were pure cubic phase with <111> texture, while traces of tetragonal phase was found for lower Sc content. Single-line profile analysis of the 111 X-ray diffraction peak yielded an out-of-plane grain size of ~10 nm and a microstrain of 2.0-2.2%, regardless of scandia content, for films deposited at 400 °C and a bias of -70 V. Films deposited at higher bias voltages showed a reduced grain size, yielding a grain size of ~6 nm and a microstrain of ~2.5% at -200 V and -250 V with additional incorporation of argon. Temperature-dependent impedance spectroscopy of the SSZ films showed that the in-plane ionic conductivity had a maximum close to 10.7 mol% and decreased almost an order of magnitude as the scandia -content was increased to 15.9 mol%. The activation energy for oxygen ion migration was determined to be between 1.30 -1.43 eV. In addition, no 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 2 dependence on grain size was observed. The above observations suggest a bulk mechanism for ionic conduction. *Manuscript Click here to view linked References

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Concentration-dependent ionic conductivity and thermal stability of magnetron-sputtered nanocrystalline scandia-stabilized zirconia

et al. 2010

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…were developed. 44,[47][48][49][50][51][52] These experimental efforts supported by theoretical calculations indeed led to the development of some of the highest oxygen conducting materials, such as Dy 0.08 W 0.04 Bi 0. 88 30 Unfortunately, higher conductivity has come at the expense of lower thermodynamic stability of some of these materials, and efforts, such as using bilayered electrolytes, are being investigated to overcome these problems.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 90%

Microstructure design for fast oxygen conduction

Aidhy

Weber

2015

J. Mater. Res.

View full text Add to dashboard Cite

In the past decade, the research in designing fast oxygen conducting materials for electrochemical applications has largely shifted to microstructural features, in contrast to material-bulk. In particular, understanding oxygen energetics in heterointerface materials is currently at the forefront, where interfacial tensile strain is being considered as the key parameter in lowering oxygen migration barriers. Nanocrystalline materials with high densities of grain boundaries have also gathered interest that could possibly allow leverage over excess volume at grain boundaries, providing fast oxygen diffusion channels similar to those previously observed in metals. In addition, near-interface phase transformations and misfit dislocations are other microstructural phenomenon/features that are being explored to provide faster diffusion. In this review, the current understanding on oxygen energetics, i.e., thermodynamics and kinetics, originating from these microstructural features is discussed. Experimental observations, theoretical predictions and novel atomistic mechanisms relevant to oxygen transport are highlighted. In addition, the interaction of dopants with oxygen vacancies in the presence of these new microstructural features, and their future role in the design of future fast-ion conductors, is outlined.

show abstract

“…При этом энергия ассоциации с ростом концентрации Y 2 O 3 уменьшается от 0,7 до 0,6 эВ. Это согласуется с результатами исследования керамических материалов [20]. В работе [20] Сравнение данных фазового анализа, выпол-ненного на кристаллах и порошках, показало, что кристаллы 9Sc2YSZ обладают высокой фазовой устойчивостью, так как механическое измельчение кристаллов не приводит к изменению фазового со-става.…”

Section: результаты и их обсуждениеunclassified

“…Это согласуется с результатами исследования керамических материалов [20]. В работе [20] Сравнение данных фазового анализа, выпол-ненного на кристаллах и порошках, показало, что кристаллы 9Sc2YSZ обладают высокой фазовой устойчивостью, так как механическое измельчение кристаллов не приводит к изменению фазового со-става. Обнаружено, что в двухфазных кристаллах 9Sc1YSZ переход тетрагональной в кубическую фазу начинается при температуре 600 °С.…”

Section: результаты и их обсуждениеunclassified

INFLUENCE OF YTTRIA DOPANT ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES of (ZrO₂)0,91−x(Sc₂O₃)0,09(Y₂O₃)х (x = 0÷0,02) crystals

Агарков

Борик

Bredihin³

et al. 2015

Izv. vysš. učebn. zaved., Mater. èlektron. teh.

View full text Add to dashboard Cite

Исследовано влияние на фазовый состав, структуру и электрофизиче-ские свойства полученных кристаллов введения в твердые растворы ZrO 2 -9 % (мол.) Sc 2 O 3 дополнительного легирующего оксида Y 2 O 3 в количестве 1 и 2 % (мол.). Показано, что совмест-ная стабилизация 9 % (мол.) Sc 2 O 3 и 2 % (мол.) Y 2 O 3 твердых растворов на основе ZrO 2 позволяет получить прозрачные однородные кристаллы с кубической структурой, которые об-ладают высокой фазовой устойчиво-стью. Установлено, что механическое измельчение таких кристаллов не из-менило их фазовый состав, в порошках сохранилась исходная флюоритовая структура кристаллов. Выявлено, что все исследованные кристаллы обла-дали высокой микротвердостью и низ-кой трещиностойкостью. Увеличение концентрации Y 2 O 3 в кристаллах обу-словило уменьшение максимальных нагрузок на индентор, которые выдер-живал образец без появления трещин. Показано, что удельная проводимость носит немонотонный характер в за-висимости от концентрации Y 2 O 3 в кристаллах. Увеличение в составе твердого электролита содержания Y 2 O 3 до 2 % (мол.) уменьшило проводи-мость кристаллов во всем диапазоне температур, что связано со снижением подвижности носителей заряда из−за увеличения ионного радиуса стабили-зирующего иона.Ключевые слова: твердые электро-литы, диоксид циркония, рост кристал-лов, монокристаллы, фазовые пере-ходы, двойники, ионная проводимость, механические свойства.

show abstract

Electrical conductivity of the ZrO2–Ln2O3 (Ln=lanthanides) system

Cited by 354 publications

References 6 publications

Concentration-dependent ionic conductivity and thermal stability of magnetron-sputtered nanocrystalline scandia-stabilized zirconia

Concentration-dependent ionic conductivity and thermal stability of magnetron-sputtered nanocrystalline scandia-stabilized zirconia

Microstructure design for fast oxygen conduction

INFLUENCE OF YTTRIA DOPANT ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES of (ZrO₂)0,91−x(Sc₂O₃)0,09(Y₂O₃)х (x = 0÷0,02) crystals

Contact Info

Product

Resources

About