ВОПРОСЫ АТОМНОЙ НАУКИ И ТЕХНИКИ
ВАНТ. Серия: Ядерно-реакторные константы


Расширенное продолжение серии: Ядерные константы c 1971 года

ЭФФЕКТЫ ПОЛЯРИЗАЦИИ И ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОВОДИМОСТИ ИОННЫХ ПРОВОДНИКОВ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ

Аннотация

В настоящей работе обсуждаются эффекты поляризации и электронной проводимости применительно к проблеме диагностики состояния твердого электролита с ионной проводимостью в жидких металлах и газах. С использованием методов неравновесной химической термодинамики получено обобщенное уравнение ионного переноса. Приведены экспериментальные результаты для твердого электролита на основе ZrO2 с различными электродами сравнения (Bi2O3-Bi, In2O3-In) в эвтектическом сплаве Pb-Bi и воздухе при температуре 500 °С. Показано, что транспортные свойства системы электрод – электролит ZrO2 – электрод сравнения могут в определенных случаях существенно влиять на показания таких систем. Необходимость расчета транспортных (поляризационных) поправок в измеряемых показаниях возникает при пониженных концентрациях основного носителя кислорода в системе, однако точный расчет поляризационной поправки зависит от зависимости потока носителя кислорода от его концентрации. При малых отклонения от равновесия поток кислорода пропорционален градиенту химического потенциала (логарифмическая зависимость от концентрации) и при больших отклонениях может реализовываться и линейная зависимость (закон Фика). Заранее не известно, с каким типом зависимости потока кислорода от концентрации мы имеем дело и поэтому необходимы экспериментальные исследования. В настоящей работе при анализе экспериментальных данных использовался закон Фика. Поляризационные зависимости определялись методом снижения (шунтирования) электрического сопротивления, который позволяет измерять зависимость тока от времени при различных шунтирующих сопротивлениях. Показано, что поляризационные зависимости могут дать дополнительную информацию о состоянии твердого электролита.

Ключевые слова
поляризация, электронная проводимость, ионная проводимость, эвтектический сплав свинец-висмут, твердый электролит, диоксид циркония

Полная версия статьи (PDF)

Список литературы

УДК 621.039.534.6

Вопросы атомной науки и техники. Cер. Ядерно-реакторные константы, вып. 2014, 2, 2:5