Abstrakt
The results of electrical conductivity studies, structural measurements and thermogravimetric analysis of La1−xTbxNbO4+δ (x = 0.00, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3) are presented and discussed. The phase transition temperatures, measured by high-temperature x-ray diffraction, were 480 °C, 500 °C, and 530 °C for La0.9Tb0.1NbO4+δ, La0.8Tb0.2NbO4+δ, and La0.7Tb0.3NbO4+δ, respectively. The impedance spectroscopy results suggest mixed conductivity of oxygen ions and electron holes in dry conditions and protons in wet. The water uptake has been analyzed by the means of thermogravimetry revealing a small mass increase in the order of 0.002% upon hydration, which is similar to the one achieved for undoped lanthanum orthoniobate.
Cytowania
-
8
CrossRef
-
0
Web of Science
-
9
Scopus
Autorzy (4)
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:
-
Crystals
nr 9,
wydanie 2,
strony 1 - 14,
ISSN: 2073-4352 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2019
- Opis bibliograficzny:
- Dzierzgowski K., Wachowski S. L., Gazda M., Mielewczyk-Gryń A. D.: Terbium Substituted Lanthanum Orthoniobate: Electrical and Structural Properties// Crystals. -Vol. 9, iss. 2 (2019), s.1-14
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.3390/cryst9020091
- Bibliografia: test
-
- Molenda, J.; Kupecki, J.; Baron, R.; Blesznowski, M.; Brus, G.; Brylewski, T.; Bucko, M.; Chmielowiec, J.; Cwieka, K.; Gazda, M.; et al. Status report on high temperature fuel cells in Poland-Recent advances and achievements. Int. J. Hydrogen Energy 2017, 42, 4366-4403. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Gdula-Kasica, K.; Mielewczyk-Gryn, A.; Molin, S.; Jasinski, P.; Krupa, A.; Kusz, B.; Gazda, M. Optimization of microstructure and properties of acceptor-doped barium cerate. Solid State Ionics 2012, 225, 245-249. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Haugsrud, R.; Norby, T. Proton conduction in rare-earth ortho-niobates and ortho-tantalates. Nat. Mater. 2006, 5, 193-196. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Animitsa, I.; Iakovleva, A.; Belova, K. Electrical properties and water incorporation in A-site deficient perovskite La 1-x Ba x Nb 3 O 9-0.5x . J. Solid State Chem. 2016, 238, 156-161. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hibino, T.; Mizutani, K.; Yajima, T.; Iwahara, H. Evaluation of proton conductivity in SrCeO 3 , BaCeO 3 , CaZrO 3 and SrZrO 3 by temperature programmed desorption method. Solid State Ionics 1992, 57, 303-306. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Escolástico, S.; Vert, V.B.; Serra, J.M. Preparation and characterization of nanocrystalline mixed proton-electronic conducting materials based on the system Ln 6 WO 12 . Chem. Mater. 2009, 21, 3079-3089. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Yajima, T.; Kazeoka, H.; Yogo, T.; Iwahara, H. Proton conduction in sintered oxides based on CaZrO 3 . Solid State Ionics 1991, 47, 271-275. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Sakai, T.; Isa, K.; Matsuka, M.; Kozai, T.; Okuyama, Y.; Ishihara, T.; Matsumoto, H. Electrochemical hydrogen pumps using Ba doped LaYbO 3 type proton conducting electrolyte. Int. J. Hydrogen Energy 2013, 38, 6842-6847. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Haugsrud, R.; Ballesteros, B.; Lira-Cantu, M.; Norby, T. Ionic and electronic conductivity of 5% Ca-doped GdNbO 4 . J. Electrochem. Soc. 2006, 153, J87-J90. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Bayliss, R.D.; Pramana, S.S.; An, T.; Wei, F.; Kloc, C.L.; White, A.J.P.; Skinner, S.J.; White, T.J.; Baikie, T. Fergusonite-type CeNbO 4+δ : Single crystal growth, symmetry revision and conductivity. J. Solid State Chem. 2013, 204, 291-297. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Li, C.; Bayliss, R.D.; Skinner, S.J. Crystal structure and potential interstitial oxide ion conductivity of LnNbO 4 and LnNb 0.92 W 0.08 O 4.04 (Ln = La, Pr, Nd). Solid State Ionics 2014, 262, 530-535. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Huang, H.; Wang, T.; Zhou, H.; Huang, D.; Wu, Y.; Zhou, G.; Hu, J.; Zhan, J. Luminescence, energy transfer, and up-conversion mechanisms of Yb3+and Tb3+co-doped LaNbO 4 . J. Alloys Compd. 2017, 702, 209-215. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Haugsrud, R.; Norby, T. High-temperature proton conductivity in acceptor-doped LaNbO 4 . Solid State Ionics 2006, 177, 1129-1135. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Hakimova, L.; Kasyanova, A.; Farlenkov, A.; Lyagaeva, J.; Medvedev, D.; Demin, A.; Tsiakaras, P. Effect of isovalent substitution of La 3+ in Ca-doped LaNbO 4 on the thermal and electrical properties. Ceram. Int. 2019, 45, 209-215. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mielewczyk-Gryn, A.; Wachowski, S.; Zagórski, K.; Jasiński, P.; Gazda, M. Characterization of magnesium doped lanthanum orthoniobate synthesized by molten salt route. Ceram. Int. 2015, 41, 7847-7852. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mielewczyk-Gryn, A.; Gdula, K.; Lendze, T.; Kusz, B.; Gazda, M. Nano-and microcrystals of doped niobates. Cryst. Res. Technol. 2010, 45, 1225-1228. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Fjeld, H.; Kepaptsoglou, D.M.; Haugsrud, R.; Norby, T. Charge carriers in grain boundaries of 0.5% Sr-doped LaNbO 4 . Solid State Ionics 2010, 181, 104-109. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mokkelbost, T.; Lein, H.L.; Vullum, P.E.; Holmestad, R.; Grande, T.; Einarsrud, M.-A. Thermal and mechanical properties of LaNbO 4 -based ceramics. Ceram. Int. 2009, 35, 2877-2883. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Nguyen, D.; Kim, Y.H.; Lee, J.S.; Fisher, J.G. Structure, morphology, and electrical properties of proton conducting La 0.99 Sr 0.01 NbO 4-δ synthesized by a modified solid state reaction method. Mater. Chem. Phys. 2017, 202, 320-328. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Brandão, A.D.; Antunes, I.; Frade, J.R.; Torre, J.; Kharton, V.V.; Fagg, D.P. Enhanced Low-Temperature Proton Conduction in Sr 0.02 La 0.98 NbO 4−δ by Scheelite Phase Retention. Chem. Mater. 2010, 22, 6673-6683. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wachowski, S.; Mielewczyk-Gryn, A.; Gazda, M. Effect of isovalent substitution on microstructure and phase transition of LaNb 1−x M x O 4 (M = Sb, V or ta; x = 0.05 to 0.3). J. Solid State Chem. 2014, 219, 201-209. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Brandão, A.D.; Nasani, N.; Yaremchenko, A.A.; Kovalevsky, A.V.; Fagg, D.P. Solid solution limits and electrical properties of scheelite SryLa 1-y Nb 1-x V x O 4-δ materials for x = 0.25 and 0.30 as potential proton conducting ceramic electrolytes. Int. J. Hydrogen Energy 2018, 43, 18682-18690. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wachowski, S.; Mielewczyk-Gryn, A.; Zagorski, K.; Li, C.; Jasinski, P.; Skinner, S.J.; Haugsrud, R.; Gazda, M. Influence of Sb-substitution on ionic transport in lanthanum orthoniobates. J. Mater. Chem. A 2016, 4, 11696-11707. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mielewczyk-Gryn, A.; Wachowski, S.; Strychalska, J.; Zagórski, K.; Klimczuk, T.; Navrotsky, A.; Gazda, M. Heat capacities and thermodynamic properties of antimony substituted lanthanum orthoniobates. Ceram. Int. 2016, 42, 7054-7059. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mielewczyk-Gryn, A.; Wachowski, S.; Lilova, K.I.; Guo, X.; Gazda, M.; Navrotsky, A. Influence of antimony substitution on spontaneous strain and thermodynamic stability of lanthanum orthoniobate. Ceram. Int. 2015, 41, 2128-2133. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wachowski, S.; Kamecki, B.; Winiarz, P.; Dzierzgowski, K.; Mielewczyk-Gryń, A.; Gazda, M. Tailoring structural properties of lanthanum orthoniobates through an isovalent substitution on the Nb-site. Inorg. Chem. Front. 2018, 5, 2157-2166. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Li, M.; Wu, R.; Zhu, L.; Cheng, J.; Hong, T.; Xu, C. Enhanced sinterability and conductivity of cobalt doped lanthanum niobate as electrolyte for proton-conducting solid oxide fuel cell. Ceram. Int. 2019, 45, 573-578. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Dzierzgowski, K.; Wachowski, S.; Gojtowska, W.; Lewandowska, I.; Jasiński, P.; Gazda, M.; Mielewczyk-Gryń, A. Praseodymium substituted lanthanum orthoniobate: Electrical and structural properties. Ceram. Int. 2018, 44, 8210-8215. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Packer, R.J.; Skinner, S.J.; Yaremchenko, A.A.; Tsipis, E.V.; Kharton, V.V.; Patrakeev, M.V.; Bakhteeva, Y.A. Lanthanum substituted CeNbO 4+δ scheelites: Mixed conductivity and structure at elevated temperatures. J. Mater. Chem. 2006, 16, 3503. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Rodríguez-Carvajal, J. Recent Developments for the Program FULLPROF; Commission on Powder Diffraction: Perth, Australia, 2001; Volume 26, ISBN 4971168915. otwiera się w nowej karcie
- Shannon, R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Crystallogr. Sect. A 1976, 32, 751-767. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Stubičan, V.S. High-Temperature Transitions in Rare Earth Niobates and TantaIates. J. Am. Ceram. Soc. 1964, 47, 55-58. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Yamazaki, Y.; Babilo, P.; Haile, S.M. Defect chemistry of yttrium-doped barium zirconate: A thermodynamic analysis of water uptake. Chem. Mater. 2008, 20, 6352-6357. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Mielewczyk-Gryń, A. Water uptake analysis of the acceptor-doped lanthanum orthoniobates. J. Therm. Anal. Calorim. 2019, submitted. otwiera się w nowej karcie
- Huse, M.; Norby, T.; Haugsrud, R. Effects of A and B site acceptor doping on hydration and proton mobility of LaNbO 4 . Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 8004-8016. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Abrantes, J.C.C.; Labrincha, J.A.; Frade, J.R. Applicability of the brick layer model to describe the grain boundary properties of strontium titanate ceramics. J. Eur. Ceram. Soc. 2000, 20, 1603-1609. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Haile, S.M.; West, D.L.; Campbell, J. The role of microstructure and processing on the proton conducting properties of gadolinium-doped barium cerate. J. Mater. Res. 1998, 13, 1576-1595. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Berger, P.; Mauvy, F.; Grenier, J.-C.; Sata, N.; Magrasó, A.; Haugsrud, R.; Slater, P.R. Proton-Conducting Ceramics: From Fundamentals to Applied Research; otwiera się w nowej karcie
- Marrony, M., Ed.; Pan Stanford Publishing: Singapore, 2016; Chapter 1; pp. 1-72. otwiera się w nowej karcie
- Mather, G.C.; Fisher, C.A.J.; Islam, M.S. Defects, dopants, and protons in LaNbO 4 . Chem. Mater. 2010, 22, 5912-5917. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Packer, R.J.; Tsipis, E.V.; Munnings, C.N.; Kharton, V.V.; Skinner, S.J.; Frade, J.R. Diffusion and conductivity properties of cerium niobate. Solid State Ionics 2006, 177, 2059-2064. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Wang, D.Y.; Park, D.S.; Griffith, J.; Nowick, A.S. Oxygen-ion conductivity and defect interactions in yttria-doped ceria. Solid State Ionics 1981, 2, 95-105. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Guo, X.; Waser, R. Electrical properties of the grain boundaries of oxygen ion conductors: Acceptor-doped zirconia and ceria. Prog. Mater. Sci. 2006, 51, 151-210. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Kilner, J.A.; Brook, R.J. A study of oxygen ion conductivity in doped non-stoichiometric oxides. Solid State Ionics 1982, 6, 237-252. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Norby, T.; Larring, Y. Concentration and transport of protons in oxides. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 1997, 2, 593-599. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Islam, M.S.; Davies, R.A.; Fisher, C.A.J.; Chadwick, A.V. Defects and protons in the CaZrO 3 perovskite and Ba 2 In 2 O 5 brownmillerite: Computer modelling and EXAFS studies. Solid State Ionics 2001, 145, 333-338. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Toyoura, K.; Sakakibara, Y.; Yokoi, T.; Nakamura, A.; Matsunaga, K. Oxide-ion conduction: Via interstitials in scheelite-type LaNbO 4 : A first-principles study. J. Mater. Chem. A 2018, 6, 12004-12011. [CrossRef] otwiera się w nowej karcie
- Źródła finansowania:
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 129 razy