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系統識別號 U0002-1303201422344000
中文論文名稱 (R,A)Zr2O7 之相變化與氧離子導電度研究
英文論文名稱 Phase transition & oxygen ion conductivity of (R,A)Zr2O7.
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 化學學系碩士班
系所名稱(英) Department of Chemistry
學年度 102
學期 1
出版年 103
研究生中文姓名 張桓碩
研究生英文姓名 Huan-Shuo Chang
學號 600160385
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2014-01-17
論文頁數 137頁
口試委員 指導教授-高惠春
委員-許火順
委員-林諭男
中文關鍵字 離子導體  焦綠石  螢石  固態電解質 
英文關鍵字 Ionic conductivity  pyrochlore  fluorite  Solid state electrolyte 
學科別分類 學科別自然科學化學
中文摘要 本研究 的樣品 的樣品 共有 (Nd2-xErx)Zr2O7 (x = 0 – 1.2)、(Sm2-yDyy)Zr2O7 (x = 0 – 1.2)、(Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z (z = 0 – 0.6) 三系列, 皆以檸檬酸鹽 前驅物法製備, 前驅物法製備, 空氣中熱處理 空氣中熱處理 空氣中熱處理 的溫度為 的溫度為 的溫度為 1600 1600 1600 1600 1600 oC 10 h C 10 hC 10 hC 10 hC 10 h,相對緻密度皆 相對緻密度皆 相對緻密度皆 有 94% 以上。 Nd、Sm和Gd系列離子半徑比 (rA/rZr) 範圍分別為1.452 – 1.541、1.455 – 1.498和1.33 – 1.44,A是指Zr之外的陽離子。離子半徑比小於1.463為螢石相,大於為焦綠石相,等於1.463則需從X-光繞射圖譜判斷。樣品在螢石相轉為焦綠石相時,導電度明顯躍升,Nd和Sm 系列取代量分別為0.4和0.2時,有最高 σgrain rain 導電 度,在700 oC 下分別為 分別為 1.55(3)*10-3 和4.7(1)*10-3 S•cm-1。Sm2Zr2O7離子半徑比 (rA/rB) 比 Nd2Zr2O7 靠近相轉的邊界,透過取代,得到的最高導電度也較高。A2Zr2O7 焦綠石相的樣品隨著 A 位置的平均離子半徑比增加,8b O(3) 位置上的氧離子佔有率下降,48f O(1) 位置的 x-座標增加。A–O(1) 鍵長與48f O(1) 位置的 x-座標有關,x-座標偏離特殊位置0.037時,焦綠石相的樣品會有最高的導電度,
A–O(1) 鍵長為2.56 Å 時,與 R2Zr2O7 系列中最高導電度的 Eu2Zr2O7 之 A–O(1) 為 2.55 Å 接近。推測以上的結構因子是決定導電度的要素。利用 Zn2+ 取代 Gd3+,增加 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z (z = 0 – 0.6) 系列空缺,使得氧離子在結構內更容易傳導。取代量為0.2時導電度最高,為 2.88* 10-3 S•cm-1,與焦綠石相的結果相當。增加氧空缺也是增加導電度的方法之一。以上樣品的活化能隨離子半徑比增加,a-軸變長,導致活化能下降。螢石相晶粒的活化能約在0.90 – 1.23 eV之間;焦綠石相約在0.7 – 1.02 eV 之間。螢石相樣品因為氧原子皆在特殊位置,且佔有率一致,比較不利於氧離子傳導。焦綠石相則因為 O(1) x-座標的位移和 O(3) 位置上的氧較少,使得氧離子在晶格內比較容易傳導,所以後者的活化能低於前者。總之,焦綠石的導電度優於螢石相,不過,增加螢石相氧空缺,也有助於提升其導電度。
英文摘要 In this study, (Nd2-xErx)Zr2O7 (x = 0 – 1.2), (Sm2-yDyy)Zr2O7 (y = 0 – 1.2) and (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z (z = 0 – 0.6) were prepared by a citric acid precursor method and sintered at 1600oC 10 h in air. All of them have relative densities higher than 94 %. Ionic radius ratio (rA/rZr) of the Nd, Sm and Gd series are in the range of 1.452 – 1.541, 1.455 – 1.498 and 1.33 – 1.44, respectively, where A is the cations other than Zr. With a ratio smaller than 1.463, fluorite phase is obtained. On the other hand, it is pyrochlore. For the ratio equals to 1.463, X-ray diffraction peaks were examined to determine the crystalline phase. When the phase transformed from fluorite to pyrochlore, a small jump was found in the grain conductivity increased rapidly. At 700oC, (Nd1.6Er0.4)Zr2O7 and (Sm1.8Dy0.2)Zr2O7 have the highest values, which are 1.55(3)* 10-3 S•cm-1 and 4.7(1)*10-3 S•cm-1, respectively. Because the rA/rZr of the Sm2Zr2O7 is closer to the phase transition boundary than that of the (Nd2-xErx)Zr2O7, through the substitution, Sm series has a higher conductivity than its counterpart. In the pyrochlore structure, increasing the cation size at the A-site, average rA/rZr increases and the occupancy factor of the 8b O(3)-site decreases, as well as the x-fractional coordinate of the 48f O(1)-site and the A–O(1) bond length increases. When the x-fractional coordinate of the O(1)-site shift 0.037 and A–O(1) length reaches to 2.56 Å, which is close to the Eu–O(1) 2.56Å bond in Eu2Zr2O7, optimal conductivity was observed. These structural factors are important in determining the conductivity among the zirconates mentioned in this report. Replacing part of the Gd3+ by Zn2+, in the (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z (z = 0 – 0.6), oxygen vacancy was created and conductivity was increased. (Gd1.8Zn0.2)Zr2O6.9 has the highest conductivity, 2.88*10-3 S•cm-1 at 700C, which is comparable to the pyrochlore samples. Increasing oxgen vacancies is another way to increase the conductivity. Grain activation energy (Ea) found for the fluorite samples is in the range of 0.90 – 1.23 eV and for the pyrochlore phase is 0.70 – 1.02 eV. In the former, all of the oxygen atoms are evenly distributed at the specific sites, however for the latter, there is an O(3)-site with lesser oxygen atom occupancy, which leads to the shift of the x-coordinate of the O(1)-site and causes an increase of the A-O(1) bond length. Therefore, pyrochlore phase has a smaller Ea than fluorite.
論文目次 目 錄
目錄 Ⅰ
圖索引 Ⅲ
表索引 Ⅶ

第一章、緒論 1
1-1 離子導體 1
1-2 氧離子導體 3
1-3 螢石和焦綠石結構之相轉變 8
1-4 螢石和焦綠石結構陽離子半徑與導電度之關係 10
1-5 研究動機與目的 15
第二章、實驗方法 16
2-1 藥品 15
2-2 實驗步驟與儀器 16
2-2-1 檸檬酸鹽前驅物法 17
2-2-2 固態濕球磨法 18
2-3 儀器及樣品鑑定 18
2-3-1 X-光粉末繞射 (X-ray diffraction) 圖譜鑑定 18
2-3-2 Rietveld 精算法 20
2-3-3 掃描式電子顯微鏡

圖 索 引
圖 1-1 固態電解質的熵介於正常晶體和液體間的示意圖 .... 2
圖 1-2 ABO3 的結構示意圖 .................................................... 4
圖 1-3 螢石單位晶胞 ................................................................ 5
圖 1-4 1/8焦綠石的單位晶胞示意圖 ...................................... 7
圖 1-5 熱處理溫度與 8b 氧位子 (O3) 之關係 .................... 8
圖 1-6 Nd3+ 取代 Ho3+ 與結構之晶格常數關係 ................... 9
圖 1-7 Zr4+ 取代 Ti4+ 與結構之晶格常數關係 ........................ 10
圖 1-8 Ln2Zr2O7 導電度與A、B陽離子半徑比關係圖 ........ 12
圖 1-9 R2Zr2O7、R2(ZrTi)O7 (R = La, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Y,
Ho, Er, Yb) 500oC下的導電度對離子半徑比作圖...... 12
圖 1-10 Ln2Zr2O7、(Gd1-xYbx)、(Sm1-xYbx)、(Gd1-xSmx) 和
(Gd1-xNdx) 系列樣品之活化能與離子半徑比關係圖 . 13
圖 1-11 R2Zr2O7、R2(ZrTi)O7 (R = La, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Y,
Ho, Er, Yb) 活化能對離子半徑比作圖 ........................ 14
圖 2-1 布拉格繞射示意圖 ........................................................ 20
圖 2-2 Autolab Potentiostat PGSTAT30交流阻抗分析量測示
意圖,a為白金線,b為銀膠,c為待測樣品,d為
夾子,e為交流阻抗儀,f為電腦,g為高溫箱爐。 25
圖 2-3 電動勢(EMF)分析量測示意圖, a為白金線,b為
銀膠,c為待測樣品,d為連接器,e為交流阻抗儀
,f為電腦,g為高溫箱爐,h為氣體流速調節器,i
為氧氣分析儀,j為三口瓶 .......................................... 26
圖 3-1 (Nd2-xErx)Zr2O7, x = (a) 1.20, (b) 1.10, (c) 1.00, (d)
0.90, (e) 0.80, (f) 0.60, (g) 0.40, (h) 0.20, (i) 0 X-光繞
射圖譜,↓為焦綠石結構的特徵訊號 ........................ 31
圖 3-2 (Sm2-yDyy)Zr2O7, y = (a) 1.20, (b) 1.10, (c) 1.00, (d)
0.70, (e) 0.50, (f) 0.20, (g) 0 X-光繞射圖譜,↓為焦
綠石結構的特徵訊號 .................................................... 31
圖 3-3 (Gd2-zZnz)Zr2O7, z = (a) 0, (b) 0.10, (c) 0.20, (d) 0.30
X-光繞射圖譜,↓為焦綠石結構的特徵訊號 ............ 32
圖 3-4 (Nd2-xErx)Zr2O7 x = (a) 1.20, (b) 1.10, (c) 1.00, (d)
0.90, (e) 0.80, (f) 0.60, (g) 0.40, (h) 0.20, (i) 0 的
Rietveld精算結果 .......................................................... 39
圖 3-5 (Sm2-yDyy)Zr2O7 y = (a) 1.20, (b) 1.10, (c) 1.00, (d)
0.70, (e) 0.50, (f) 0.20, (g) 0的Rietveld精算結果 ...... 41
圖 3-6 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z x = (a) 0.10, (b) 0.20, (c) 0.30 的Rietveld精算結果 .......................................................... 42
圖 3-7 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7 和
(Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 三系列取代量對 a-軸作圖 ......... 45
圖 3-8 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7 和
(Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 三系列樣品取代量對 O(1)位置的
x座標作圖 ...................................................................... 45
圖 3-9 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7 和
(Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 三系列樣品取代量對 8b位置上
O(3) 佔有率作圖 ............................................................. 46
圖 3-10 (a) Nd2Zr2O7、Sm2Zr2O7 和Gd2Zr2O7 三個樣品的離子半
徑對A–O(1), B–O(1), A–O(2) 作圖(b) (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7 和 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 三系列樣品
取代量對 A–O(1), B–O(1), A–O(2) 作圖 ................... 46
圖 3-10 (b) 三系列樣品取代量對 A,B–O(1), A–O(2) 作圖 ......... 47
圖 3-11 O(1)位置的 x座標對 8b 位置上 O(3) 佔有率作圖 47
圖 3-12 a-軸對離子半徑比作圖,(▓)(Nd2-xErx)Zr2O7、(○)(Sm2-yDyy)Zr2O7、(▲) (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z ............ 48
圖 3-13 (a) O(1)位置的 x座標對離子半徑比作圖 ........................ 48
圖 3-13 (b) 焦綠石相部分放大圖 .................................................... 49
圖 3-14 (a) O(3) 佔有率對離子半徑比作圖 .................................... 49
圖 3-14 (b) pyrochlore 相部分放大圖 ............................................ 50
圖 3-15 (a) 離子半徑比對 Uiso 作圖 ............................................ 50
圖 3-15 (b) 離子半徑比對A, B-O(1), A-O(2) 鍵長作圖 ............... 50
圖 3-16 (a) O(1)位置的 x座標對 a-軸作圖 .................................. 51
圖 3-16 (b) 焦綠石相部分部分放大圖 ............................................ 52
圖 3-17 a軸對A, B-O(1), A-O(2) 鍵長作圖 ............................ 52
圖 3-18 (Nd2-xErx)Zr2O7, x = (a) 1.20,(b) 1.10,(c) 1.00,(d)
0.90,(e) 0.80,(f) 0.60,(g) 0.40,(h) 0.20,(i) 0 電解質圖 3-19 (Sm2-yDyy)Zr2O7, y = (a) 1.20, (b) 1.10, (c) 1.00, (d)
0.70, (e) 0.50, (f) 0.20, (g) 0 電解質材料放大倍率
5000倍之SEM 影像 55
圖 3-20 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z, z = (a) 0.10, (b) 0.20, (c) 0.30
電解質材料放大倍率5000倍之SEM 影像 56
圖 3-21 (Nd2-xErx)Zr2O7 系列 x = 1.20 在475 oC 的交流阻抗
圖用來說明晶粒、晶界和電極極化阻抗的相對位置 59
圖 3-22 (Sm2-yDyy)Zr2O7 系列 y = 0.20 在475 oC 交流阻抗
圖用來說明晶粒、晶界和電極極化阻抗的相對位置 60
圖 3-23 (Gd2-zZnz)Zr2O7 系列 z = 0.4 在475 oC 的交流阻抗
圖用來說明晶粒、晶界和電極極化阻抗的相對位置 60
圖 3-24 (Nd0.8 Er1.2)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 72
圖 3-25 (Nd0.9 Er1.1)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 74
圖 3-26 (NdEr)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲) 525oC,
(b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■) 625 oC,
(●) 650 oC,(d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流阻抗圖 76
圖 3-27 (Nd1.1 Er0.9)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 78
圖 3-28 (Nd1.2 Er0.8)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 80
圖 3-29 (Nd1.4 Er0.6)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 82
圖 3-30 圖 3-30. (Nd1.6 Er0.4)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC,
(▲) 525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c)
(■) 625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 84
圖 3-31 (Nd1.8 Er0.2)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 86
圖 3-32 Nd2Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲) 525oC, (b)
(■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■) 625 oC, (●)
650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流阻抗圖 88
圖 3-33 (Sm0.8 Dy1.2)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 90
圖 3-34 (Sm0.9Dy1.1)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流
阻抗圖 92
圖 3-35 圖 3-35. (SmDy)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲) 525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 94
圖 3-36 (Sm1.3 Dy0.7)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 96
圖 3-37 (Sm1.5 Dy0.5)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 98
圖 3-38 (Sm1.8 Dy0.2)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 100
圖 3-39 Sm2Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲) 525oC, (b)
(■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■) 625 oC, (●)
650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交流阻抗圖 102
圖 3-40 (Gd1.9Zn0.1)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 104
圖 3-41 (Gd1.8Zn0.2)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c)
(■) 625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之
交流阻抗圖 106
圖 3-42 (Gd1.7Zn0.3)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 108
圖 3-43 (Gd1.6Zn0.4)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 110
圖 3-44 (Gd1.5Zn0.5)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 112
圖 3-45 (Gd1.4Zn0.6)Zr2O7 (a) (■) 475 oC, (●) 500 oC, (▲)
525oC, (b) (■) 550 oC, (●) 575 oC, (▲) 600oC, (c) (■)
625 oC, (●) 650 oC, (d) (■) 675 oC, (●) 700 oC 之交
流阻抗圖 114
圖 3-46 (Nd2-xErx)Zr2O7 系列樣品在 500oC 下(▓) 晶粒、
(○) 晶界和 (▲) 整體的導電度對取代量作圖 117
圖 3-47 (Sm2-yDyy)Zr2O7 系列樣品在 500oC 下(▓) 晶粒、
(○) 晶界和 (▲) 整體的導電度對取代量作圖 117
圖 3-48 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 系列樣品在 500oC 下(▓) 晶粒、
(○) 晶界和 (▲) 整體的導電度對取代量作圖 118
圖 3-49 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7 和
(Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 三系列樣品 500 oC之 σg 導電度
對離子半徑比作圖 118
圖 3-50 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7、(▲) (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 500oC 的 σg 對a-軸作圖 119
圖 3-51 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7 兩系列樣品500oC 之σg導電度對 O(1) 位置的x作標作圖 119
圖 3-52 (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7 兩系列樣品
500oC 之σg導電度對A–O(1) 作圖 120
圖 3-53 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7 兩系列
樣品500oC 之σg導電度對 O(3) 佔有率作圖 120
圖 3-54 (Nd2-xErx)Zr2O7 系列導電度之Arrhenius 圖 121
圖 3-55 (Sm2-yDyy)Zr2O7系列導電度之Arrhenius 圖 121
圖 3-56 (Gd-zZnz)Zr2O7-0.5z系列導電度之Arrhenius 圖 122
圖 3-57 (Nd2-xErx)Zr2O7 系列樣品的之晶粒、晶界與整體的
活化能對樣品之取代量作圖 124
圖 3-58 (Sm2-yDyy)Zr2O7 系列樣品的之晶粒、晶界與整體的
活化能對樣品之取代量作圖 124
圖 3-59 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 系列樣品的之晶粒、晶界與整體
的活化能對樣品之取代量作圖 125
圖 3-60 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7、(▲) (Gd2-zZnz)Zr2O7 三系列樣品晶粒的活化能對樣品
之取代量作圖 125
圖 3-61 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7、(▲) (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 三系列樣品晶粒的活化能對離
子半徑比作圖 126
圖 3-62 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7、(△) (Gd2-zZnz)Zr2O7 三系列樣品晶粒的活化能對a-軸
作圖 126
圖 3-63 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7 兩系列
樣品晶粒的活化能對O(1) 位置 x-座標作圖 127
圖 3-64 (▓) (Nd2-xErx)Zr2O7、(○) (Sm2-yDyy)Zr2O7 兩系列
樣品晶粒的活化能對O(3) 佔有率作圖 127
圖 3-65 (Nd1.2Er0.8)Zr2O7, (Sm0.9Dy1.1)Zr2O7, (Gd1.8Zn0.2)Zr2O7
樣品在500、600和700C下的離子遷移率 (ti) 128
圖 3-66 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 系列樣品 O 的 K-edge XANES
吸收光譜 129
圖 3-67 (Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z 系列和實驗室學長 [67] 之 Bi3(Nb1-xMgx)O7-1.5x系列樣品與取代量對 normalized intensity 最大值作圖 130
表 索 引
表 2-1 藥品純度、分子量及供應商 17
表 3-1 (Er2-xNdx)Zr2O7、(Dy2-xSmx)Zr2O7 和(Gd2-xZnx)Zr2O7
樣品之結晶相、不同配位數和離子半徑比 32
表 3-2 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7 和(Gd2-zZnz)Zr2O7-0.5z
三系列樣品起始氧化物的 XRD 訊號,光源波長為
0.15418 nm,並依訊號強度順序列出前四個主要訊號 33
表 3-3 (Er2-xNdx)Zr2O7、(Dy2-ySmy)Zr2O7 和 (Gd2-zZnz)Zr2O7
Rietveld 精算的晶格參數與誤差值 43
表 3-4 (Er2-xNdx)Zr2O7、(Dy2-ySmy)Zr2O7 和 (Gd2-zZnz)Zr2O7
Rietveld 精算的離子半徑比、A—O(1)鍵長、B—O(1)
鍵長、A—O(2)鍵長、佔有率和 x-座標 44
表 3-5 各氧化物熔點溫度 56
表 3-6 (Er2-xNdx)Zr2O7、(Dy2-xSmx)Zr2O7 和 (Gd2-xZnx)Zr2O7
三系列樣品相對緻密度 57
表 3-7 (Nd0.8 Er1.2)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1962 73
表 3-8 (Nd0.9 Er1.1)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1680 75
表 3-9 (NdEr)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A =0.1767 77
表 3-10 (Nd1.1 Er0.9)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1652 79
表 3-11 (Nd1.2 Er0.8)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1459 81
表 3-12 (Nd1.4 Er0.6)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.2103 83
表 3-13 (Nd1.6 Er0.4)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1396 85
表 3-14 (Nd1.8 Er0.2)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.2090 87
表 3-15 Nd2Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1519 89
表 3-16 (Sm0.8 Dy1.2)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1755 91
表 3-17 (Sm0.9Dy1.1)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1841 93
表 3-18 (SmDy)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1870 95
表 3-19 (Sm1.3 Dy0.7)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1618 97
表 3-20 (Sm1.5 Dy0.5)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1618 99
表 3-21 (Sm1.8 Dy0.2)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.0938 101
表 3-22 Sm2Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1224 103
表 3-23 (Gd1.9Zn0.1)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.0930 105
表 3-24 (Gd1.8Zn0.2)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1296 107
表 3-25 (Gd1.7Zn0.3)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.0988 109
表 3-26 (Gd1.6Zn0.4)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.1488 111
表 3-27 (Gd1.5Zn0.5)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A =0.2305 113
表 3-28 (Gd1.4Zn0.6)Zr2O7 在各溫度下之導電度、誤差值
l /A = 0.2601 115
表 3-29 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7和(Gd2-zZnz)Zr2O7 三
系列樣品在 500oC下,取代量、晶粒和晶界的電容値 116
表 3-30 (Nd2-xErx)Zr2O7、(Sm2-yDyy)Zr2O7和(Gd2-zZnz)Zr2O7 三
系列樣品之取代量和晶粒、晶界和整體的活化能 (Ea) 123
表 3-31 (Nd1.2Er0.8)Zr2O7、(Sm0.9Dy1.1)Zr2O7 和(Gd1.8Zn0.2)Zr2O7
在500、600、700oC之離子遷移率 128
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