Abstrakt
In this work, the influence of the substitution of niobium by titanium in Y3Nb1-xTixO7-δ on the structural and electrical properties is reported. Several experimental techniques, i.e. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), were applied to investigate the system Y3Nb1-xTixO7-δ. Titanium in Y3Nb1-xTixO7-δ is an acceptor-type dopant which charge is mainly compensated by oxygen vacancies, moreover, it may adopt different valence states, therefore, oxygen ion-, proton- and electronic-type conductivity are expected. Very interesting, non-monotonic changes in electrical and structural properties as a function of titanium content were observed. The competition between the increasing charge carrier concentration and structural phenomena such as short-range pyrochlore ordering and/or vacancy clustering was proposed as responsible for this non-monotonicity.
Cytowania
-
4
CrossRef
-
0
Web of Science
-
4
Scopus
Autorzy (6)
Cytuj jako
Pełna treść
- Wersja publikacji
- Accepted albo Published Version
- Licencja
- otwiera się w nowej karcie
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
- Opublikowano w:
-
JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS
nr 767,
strony 1186 - 1195,
ISSN: 0925-8388 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2018
- Opis bibliograficzny:
- Winiarz P., Mielewczyk-Gryń A., Wachowski S., Jasiński P., Witkowska A., Gazda M.: Structural and electrical properties of titanium-doped yttrium niobate// JOURNAL OF ALLOYS AND COMPOUNDS. -Vol. 767, (2018), s.1186-1195
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.jallcom.2018.07.134
- Bibliografia: test
-
- J. Lee, M. Yashima, M. Yoshimura, Ionic conductivity of fluorite-structured solid solution Y 0.8Nb0.2O1.7, Solid State Ionics. 107 (1998) 47-51. doi:http://dx.doi.org/10.1016/S0167- 2738(97)00529-8. otwiera się w nowej karcie
- T. Okubo, M. Kakihana, Low temperature synthesis of Y3NbO7 by polymerizable complex method: Utilization of a methanol-citric acid solution of NbCl5 as a novel niobium precursor, J. Alloys Compd. 256 (1997) 151-154. doi:10.1016/S0925-8388(96)02986-6. otwiera się w nowej karcie
- H. Yamamura, Electrical conductivity of the systems, (Y1−xMx)3NbO7 (M=Ca, Mg) and otwiera się w nowej karcie
- Y3Nb1−xMxO7 (M′=Zr and Ce), Solid State Ionics. 123 (1999) 279-285. doi:10.1016/S0167- 2738(99)00098-3. otwiera się w nowej karcie
- Raghvendra, P. Singh, Electrical conductivity of YSZ-SDC composite solid electrolyte synthesized via glycine-nitrate method, Ceram. Int. 43 (2017) 11692-11698. doi:10.1016/j.ceramint.2017.05.359. otwiera się w nowej karcie
- H. Deng, W. Zhang, X. Wang, Y. Mi, W. Dong, W. Tan, B. Zhu, An ionic conductor Ce0.8Sm0.2O2−δ(SDC) and semiconductor Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC) composite for high performance electrolyte-free fuel cell, Int. J. Hydrogen Energy. 42 (2017) 22228-22234. doi:10.1016/j.ijhydene.2017.03.089. otwiera się w nowej karcie
- A. Mielewczyk-Gryn, A. Navrotsky, Enthalpies of formation of rare earth niobates, RE3NbO7, Am. Mineral. 100 (2015) 1578-1583. doi:http://dx.doi.org/10.2138/am-2015-5210. otwiera się w nowej karcie
- L. López-Conesa, J.M. Rebled, M.H. Chambrier, K. Boulahya, J.M. González-Calbet, M.D. otwiera się w nowej karcie
- Braida, G. Dezanneau, S. Estradé, F. Peiró, Local Structure of Rare Earth Niobates (RE3NbO 7, RE = Y, Er, Yb, Lu) for Proton Conduction Applications, Fuel Cells. 13 (2013) 29-33. doi:10.1002/fuce.201200136. otwiera się w nowej karcie
- A. Chesnaud, M.D. Braida, S. Estradé, F. Peiró, A. Tarancón, A. Morata, G. Dezanneau, High- temperature anion and proton conduction in RE3NbO7 (RE=La, Gd, Y, Yb, Lu) compounds, J. Eur. Ceram. Soc. 35 (2015) 3051-3061. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2015.04.014. otwiera się w nowej karcie
- M. Inabayashi, Y. Doi, M. Wakeshima, Y. Hinatsu, Synthesis, crystal structures and magnetic properties of fluorite-related compounds Ce3MO7(M = Nb, Ta), J. Solid State Chem. 254 (2017) 150-154. doi:10.1016/j.jssc.2017.07.022. otwiera się w nowej karcie
- A. Walasek, E. Zych, J. Zhang, S. Wang, Synthesis, morphology and spectroscopy of cubic Y3NbO7:Er, J. Lumin. 127 (2007) 523-530. doi:10.1016/j.jlumin.2007.02.063. otwiera się w nowej karcie
- H. Kobayashi, H. Ogino, T. Mori, H. Yamamura, T. Mitamura, Preparation of Y3NbO7 Powders with Excess Conductivity of the Sintered Oxygen Bodies, J. Ceram. Soc. Japan. 101 (1993) 671-674. otwiera się w nowej karcie
- L. Cai, J.C. Nino, Structure and dielectric properties of Ln3NbO7 (Ln = Nd, Gd, Dy, Er, Yb and Y), J. Eur. Ceram. Soc. 27 (2007) 3971-3976. doi:10.1016/j.jeurceramsoc.2007.02.077. otwiera się w nowej karcie
- D. Marrocchelli, P. Madden, S.T. Norberg, S. Hull, Cation composition effects on oxide conductivity in the Zr2Y2O7-Y3NbO7 system., J. Phys. Condens. Matter. 21 (2009) 405403. doi:10.1088/0953-8984/21/40/405403. otwiera się w nowej karcie
- S. Hull, S.T. Norberg, I. Ahmed, S.G. Eriksson, D. Marrocchelli, P.A. Madden, Oxygen vacancy ordering within anion-deficient Ceria, J. Solid State Chem. 182 (2009) 2815-2821. doi:10.1016/j.jssc.2009.07.044. otwiera się w nowej karcie
- H.P. Rooksby, E.A.D. White, Rare-Earth Niobates and Tantalates of Defect Fluorite-and Weberite-Type Structures, J. Am. Ceram. Soc. 47 (1964) 94-96. doi:10.1111/j.1151- 2916.1964.tb15663.x. otwiera się w nowej karcie
- S. Wachowski, A. Mielewczyk-Gryn, M. Gazda, Effect of isovalent substitution on microstructure and phase transition of LaNb1-xMxO4 (M=Sb, v or Ta; X=0.05-0.3), J. Solid State Chem. 219 (2014) 201-209. doi:10.1016/j.jssc.2014.07.041. otwiera się w nowej karcie
- B. Le Diard, J.-P.Gorrec, C. Montella, Handbook of Electrochemical Impedance Spectroscopy ELECTRICAL CIRCUITS, (2013) 33. http://www.bio-logic.info/potentiostat- electrochemistry-ec-lab/apps-literature/eis-literature/hanbook-of-eis/. otwiera się w nowej karcie
- C.D. Wagner, W.M. Riggs, L.E. Davis, J.F. Moulder, Handbook of X-Ray Photoelectron Spectroscopy, (1979) 1990. doi:10.1002/sia.740030412. otwiera się w nowej karcie
- J.T.S. Irvine, D.C. Sinclair, A.R. West, Electroceramics: Characterization by Impedance Spectroscopy, Adv. Mater. 2 (1990) 132-138. doi:10.1002/adma.19900020304. otwiera się w nowej karcie
- D.A.G. Bruggeman, Berechnung verschiedener physikalischer Konstanten von heterogenen Substanzen I. Dielektrizitatskonstanten und Leitfahigkeiten der Mischkorper aus isotropen Substanzen, Ann. Phys. 416 (1935) 636-664. doi:10.1002/andp.19354160705. otwiera się w nowej karcie
- A. Mielewczyk-Gryn, T. Lendze, K. Gdula-Kasica, P. Jasinski, A. Krupa, B. Kusz, M. Gazda, Characterization of CaTi0.9Fe0.1O3/La0.98Mg0.02NbO4 composite, Open Phys. 11 (2013) 213- 218. doi:10.2478/s11534-012-0152-6. otwiera się w nowej karcie
- S. Wachowski, A. Mielewczyk-Gryń, K. Zagórski, C. Li, P. Jasiński, S.J. Skinner, R. Haugsrud, M. Gazda, Influence of Sb-substitution on ionic transport in lanthanum orthoniobates, J. Mater. Chem. A. 4 (2016) 11696-11707. doi:10.1039/C6TA03403A. otwiera się w nowej karcie
- K. Gdula-Kasica, A. Mielewczyk-Gryn, S. Molin, P. Jasinski, A. Krupa, B. Kusz, M. Gazda, Optimization of microstructure and properties of acceptor-doped barium cerate, in: Solid State Ionics, 2012: pp. 245-249. otwiera się w nowej karcie
- Źródła finansowania:
-
- Projekt Tlenki trójprzewodzące
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 142 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Conductivity, structure, and thermodynamics of Y2Ti2O7–Y3NbO7 solid solutions
- P. Winiarz,
- A. Mielewczyk-Gryń,
- K. Lilova
- + 6 autorów