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系統識別號 U0002-1303201422344000
DOI 10.6846/TKU.2014.00358
論文名稱(中文) (R,A)Zr2O7 之相變化與氧離子導電度研究
論文名稱(英文) Phase transition & oxygen ion conductivity of (R,A)Zr2O7.
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 化學學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Chemistry
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 102
學期 1
出版年 103
研究生(中文) 張桓碩
研究生(英文) Huan-Shuo Chang
學號 600160385
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2014-01-17
論文頁數 137頁
口試委員 指導教授 - 高惠春(kaohci@mail.tku.edu.tw)
委員 - 許火順(hsheu@nsrrc.org.tw)
委員 - 林諭男(inanlin@mail.tku.edu.tw)
關鍵字(中) 離子導體
焦綠石
螢石
固態電解質
關鍵字(英) Ionic conductivity
pyrochlore
fluorite
Solid state electrolyte
第三語言關鍵字
學科別分類
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.
第三語言摘要
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
參考文獻
參考文獻
1.	W. G. Moffatt, G. W. Pearsall, and J. Wulff, “The structure and properties of materials”, Wiley, 1964.
2.	A. R. West, “Basic solid state chemistry”, 2nd edition, Wily, 1999.
3.	M. Faraday, “Faraday's diary”, Martin, 1936.
4.	C. Tubandt, E. Lorenz, Z. Physik. Chem. 87 (1914) 513.
5.	H. T. Tuller, A. S. Nowick, J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 255.
6.	T. Kudo, H. Obayashi, J. Electrochem. Soc. 123 (1976) 415.
7.	K. Eguchi, J. Alloys Compd. 250 (1997) 486.
8.	P. J. Gellings, H. J. Bouwmeester, “Solid state electrochemistry”, CRC Press,1997.
9.	K. Huang, M. Feng, J. B. Goodenough, M. Schmerling, J. Electrochem. Soc. 143 (1996) 3630.
10.	B. C. H. Steel, J. Power Sources. 49 (1994) 1.
11.	R. L. Cook, J. Electrochem. Soc.137 (1990) 3309.
12.	T. K. Huang, M. Feng, J. B. Goodenough, J. Electrochem. Soc. 144 (1997) 3620.
13.	T. K. Huang, R. S. Tichy, J. B. Goodenough, J. Am. Chem. Soc. 81 (1998) 2565.
14.	D. Marrero-Lopez, J. C. Ruiz-Morales, J. Pena-Martinez, M. C. Martin-Sedono, J. R. Ramos-Barrado, Solid State Ionics 186 (2011) 44.
15.	T. Y. Chen, R. Y. Pan, K. Z. Fung, J. Phys. Chem. Solid. 69 (2008) 540.
16.	W. Nernst, “Theoretical chemistry from the standpoint of Avogadro's law and thermodynamics”, 2nd edition, Macmillan, 1904.
17.	D. Li, M. Chao, J. Yu, M. Li, J. Zhang, E. Liang, Mater. Lett. 86 (2012) 171.
18.	E. Y. Pikalova, V. I. Maragou, A. N. Demina, A. K. Demin, P. E. Tsiakaras, J. Power Sources. 181 (2008) 199.
19.	H. Yahiro, K. Eguchi, H. Arai, Solid State Ionic 36 (1989) 71.
20.	V. V. Kharton, F. M. B. Marques, A. Atkinson, Solid State Ionics 174 (2004) 135.
21.	M. Chen, B. H. Kim, Q. Xu, B. K. Ahn, W. J. Kang, D. P. Huang, Ceram. Int. 35 (2009) 1335.
22.	N. Kim, B. H. Kim, D. Lee, J. Power Sources. 90 (2000) 139.
23.	X. Guan, H. Zhou, Z. Liu, Y. Wang, J. Zhang, Mater. Res. Bull. 43 (2008) 1046.
24.	X. Guan, H. Zhou, Z. Liu, Y. Wang, J. Zhang, J. Alloys Compd. 464 (2008) 310.
25.	B. Dalslet, P. Blennow, P. V. Hendriksen, N. Bonanos, D. Lybye, M. Mogensen, J. Solid State Electrochem. 10 (2006) 547.
26.	H. T. Tuller, A. S. Nowick, J. Electrochem. Soc. 122 (1975) 255.
27.	H. von Gaertner, Neues Jahrb. Mineral. Geol. Palaeontol. 61,                                                                    (1930) 1.
28.	R. D. Shannon, Acta Cryst. 32 (1971) 751.
29.	M. Pirzada, R. W. Grimes, L. Minervini, J. F. Maguire, Solid State Ionics 140 (2001) 201.
30.	B. J. Kennedy, T. Vogt, J. Solid State Chem. 126 (1996) 261.
31.	M. A. Subramanian, G. Aravamudan, G. V. SubbaRao, Solid State Chem. 15 (1983) 55.
32.	B. J. Wuensch, K. W. Eberman, C. Heremans, E. M. Ku, P. Onnerud,  E. M. Yeo, S. M. Haile, J. K. Stalick, J. D. Jorgensen, Solid State Ionics 129 (2000) 111.
33.	M. P. van Dijk, A. J. Burggraaf, A. N. Cormack, C. R. A. Catlow, Solid State Ionics 17 (1985) 159.
34.	Y. H. Lee, H. S. Sheu, J. P. Deng, H. C. I. Kao, J. Alloys Compd. 487 (2009) 595.
35.	C. W. Chiu, Y. H. Lee, H. S. Sheu, H. C. I. Kao, J. Chin. Chem. Soc. 57 (2010) 925.
36.	H. Yamamura, H. Nishino, K. Kakinuma, K. Nomura, Solid State Ionics 158 (2003) 359.
37.	P. J. Wilde, C. R. A. Catlow, Solid State Ionics 112 (1998) 173.
38.	R. Clements, J. R. Hester, B. J. Kennedy, C. D. Ling, A. P. J. Stampfl, J. Solid State Chem. 184 (2011) 2108.
39.	K. D. Liss, B. Hunter, M. Hagen, T. Noakes, S. Kennedy, Physica B 385 (2006) 1010.
40.	K. J. Moreno, M. A. Guevara-Liceaga, A. F. Fuentes, J. G. Barriocanal, C. Leon, J. Santamaria, J. Solid State Chem. 179 (2006) 928.
41.	李阮鴻,《R2(Zr,Ti)2O7 (R = Y, Gd, Sm, Nd) 氧化物及其與(LiNa)2CO3 複合材料之導電度研究》,淡江大學化學系碩士論文,2012。
42.	解佳穎,《BaZrO3、LaAlO3、R2(Zr,Ti)2O7 (R = La、Dy、Er) 氧化物及其與 (Li/Na)2CO3 複合材料的離子導電度研究》,淡江大學化學系碩士論文,2012。
43.	溫良成,《Ln2(Zr,Ti)2O7和 LnDC 氧化物製備與碳酸鹽複合材料電性行為之研究》,淡江大學化學系博士論文,2013。
44.	A. F. Sammells, R. L. Cook, J. H. Whites, J. J. Osborne, R.C. MacDuff, Solid State Ionics 52 (1992) 111.
45.	A. F. Fuentes, K. Boulahya, M. Maczka, J. Hanuza, U. Amador, Soild State Sci. 7 (2005) 343.
46.	H. M. Rietveld, Acta Crystallogr. 151 (1967) 22.
47.	H. M. Rietveld, J. Appl. Crystallogr. 2 (1969) 65.
48.	A. C. Larson, R. B. von Dreele, General Structure Analysis System, Report La-UR-86-748, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, NM, USA (1990).
49.	J. Plocharski, W. Wieczorek, Solid State Ionics 28 (1988) 979.
50.	K. S. Sibi, A. N. Radhakrishnan, M. Deepa, P. P. Rao, P. Koshy, Sloid State Ionics 180 (2009) 1164.
51.	陳錦明,《NSRRC BL20A1 光束線 X-光吸收能譜操作手冊》。
52.	V.V. Kharton, F. M. B. Marques, A. Atkinson, Solid State Ionics 174 (2004) 135.
53.	邱志煒,《Ln2Zr2O7 ( Ln = La、Sm、Eu) 和 (La,A)Zr2O7 (A = Dy、Y) 的結晶相與製備溫度之關聯》,淡江大學化學系碩士論文,2010。
54.	O. Fabrichnaya, M. J. Kriegel, J. Seidel, G. Savinykh, L. P. Ogorodova, I. A. Kiseleva, H. J. Seifert, Thermochim. Acta 526 (2011) 50.
55.	M. P. van Dijk, J. H. H. Ter Maat, G. Roelofs, H. Bosch, G. M. H. van de Velde, P. J. Gellings, A. J. Burggraaf, Mater. Res. Bull 19 (1984) 1149.
56.	H. Yamamura, H. Nishino, K. Kakinuma, J. Phys. Chem. Solids 69 (2008) 1711.
57.	F. N. Sayed, V. Grover, K. Bhattacharyya, D. Jain, A. Arya, C. G. S. Pillai, A. K. Tyagi, Inorg. Chem. 50 (2011) 2354.
58.	T. Omata, K. Ikeda, R. Tokashiki, S. Otsuka-Yao-Matsuo, Solid State Ionics 167 (2004) 389.
59.	Z. G. Liu, J. H. Ouyang, Y. Zhou, X. L. Xia, J. Power Sources 195 (2010) 3261.
60.	Z. G. Liu, J. H. Ouyang, Y. Zhou, X. L. Xia, J. Power Sources 185 (2008) 876.
61.	T. S. Zhang, J. Ma, L. H. Luo, S. H. Chan, J. Alloys Compd. 422 (2006) 46.
62.	J. Ayawanna, D. Wattanasiriwech, S. Wattanasiriwech, P. Aungkavattana, Solid State Ionics 180 (2009) 1388.
63.	T. S. Zhang, J. Ma, J. Y. Leng, Z. M. He, J. Cryst. Growth 274 (2005)    603.
64.	D. Chen, J. Zhong, X. Wu, Spectrochim. Acta 70 (2008) 458.
65.	S. Steinsvik, R. Bugge, J. Phys. Chem. Solids. 58 (1997) 969.
66.	K. Asokan, J. C. Jan, J. W. Chiou, H. M. Tsai , W. F. pong, C. L. Yang, F. Z. Chien, J. Electron. Spectrosc. Relat. Phenom 114 (2001) 837.
67.	施長志,《Bi3(Nb1-xMx)O7-δ (M = Mg, Ho) 的製備與離子導電性研究》淡江大學化學系碩士論文,2012。
68.	J. Feng, B. Xiao, C. L. Wan, Z. X. Qu, Z. C. Huang, J. C. Chen, R. Zhou, W. Pan, Acta Mater. 59 (2011) 1742.
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