高熵氧化物陶瓷用于检测电子导体中的离子导电组分

《International Journal of Minerals Metallurgy and Materials》：High-entropy oxide ceramics for detecting the ionic conductivity component in electron conductors

通过共沉淀/机械活化制备Tb?O?–TiO?固溶体，XRD证实x=0.75-0.817时形成氟化物结构，Tb?.12Ti?.88O?.44在600℃空穴电导率达22 S/cm，通过高熵氧化物analogue及D?O/H?O同位素效应分离证实存在7×10?? S/cm质子电导率。

　　

摘要

在Tb₂O₃–TiO₂体系中，通过共沉淀和/或机械活化方法合成了一系列含有高浓度Tb₂O₃–(Tb_{xTi1?x)4O8?2x（其中x = 0.667–0.830）的固溶体。随后对这些样品进行4–22小时的高温退火处理。X射线衍射分析结果表明，(TbxTi1?x)4O8?2x（x = 0.75–0.817）具有氟石结构。具有氟石结构的固溶体Tb3.12Ti0.88O6.44（含有64mol%的Tb2O3，即x = 0.78）在600°C时的最大空穴导电率为约22 S/cm。为了分离电子导体Tb3.12Ti0.88O6.44中的离子导电成分，研究人员合成了其高熵类似物(La0.2Gd0.2Tm0.2Lu0.2Y0.2)3.12Ti0.88O6.44，其中所有稀土元素(REE)的阳离子均呈+3价态。通过检测同位素效应证实了高熵氧化物(HEO)（La0.2Gd0.2Tm0.2Lu0.2Y0.2)3.12Ti0.88O6.44的离子（质子）导电性（在600°C时约为7 × 10^?6 S/cm），并发现较重的O–D离子的迁移率低于O–H羟基离子，这导致D2O蒸汽的导电率低于H2O。}