Статьи автора

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ И ПРОТОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ЗАМЕЩЕНИЯ И КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИСУРЬМЯНОЙ КИСЛОТЫ, СОДЕРЖАЩИХ ИОНЫ НИОБИЯ (5+)

Номер выпуска 8 от 25.02.2026

Исследование посвящено синтезу твердых растворов замещения на основе полисурьмяной кислоты HSbNbO·HO, ≥ 1, и композитов HSbNbO·0.5yNbO·HO, ≥ 1, которые имеют перспективы применения как компоненты мембран низкотемпературных топливных элементов. Синтез образцов проведен методом соосаждения. В качестве допанта выбраны ионы Nb, имеющие близкий радиус и электроотрицательность с ионами Sb. Методом рентгенофлюоресецентного анализа уточнен элементный состав образцов (соотношение Nb/Sb), методом рентгенофазового анализа определен предельный по концентрации допанта твердый раствор замещения – HSbNbO·HO, ≥ 1. Дальнейшее увеличение x приводит к формированию двухфазных образцов: твердых растворов замещения со структурой типа пирохлора и аморфной ниобиевой кислоты. Для твердых растворов замещения проведен рентгеноструктурный анализ методом Ритвельда, уточнен параметр кристаллической решетки структуры типа пирохлора. Введение ионов Nb приводит к увеличению параметра кристаллической решетки для образцов 0 < x ≤ 0.4. Анализ диэлектрических характеристик и протонной проводимости образцов при температуре 25°C, относительной влажности воздуха 58% показал, что наилучшими транспортными свойствами обладает образец x = 0.6. Значение протонной проводимости для образца x = 0.6 составляет 11.5×10 См/м, для полисурьмяной кислоты и предельного по концентрации допанта твердого раствора (x = 0.4) составляет 7.2×10 и 5.0×10 См/м соответственно. При обсуждении результатов приведен возможный механизм протонной проводимости в образцах: скоррелированный транспорт протонов вдоль определенной цепи водородных связей по каналам структуры типа пирохлора и по межзеренному пространству, в котором находятся молекулы адсорбированной воды и частицы ниобиевой кислоты.

13 0