Вышедшие номера
Особенности ионной проводимости кислорода в оксидной нанокерамике
Глинчук М.Д.1, Быков П.И.2, Хилчер Б.3
1Институт проблем материаловедения Национальной академии наук Украины, Киев, Украина
2Киевский национальный университет им. Т. Шевченко, Киев, Украина
3Институт молекулярной физики, Познань, Польша
Email: glin@materials.kiev.ua
Поступила в редакцию: 14 февраля 2006 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2006 г.

Рассмотрено влияние поверхностного натяжения на энергию активации проводимости ионов кислорода в нанозеренной керамике. Рассчитана энергия активации диффузии ионов кислорода через кислородные вакансии, которые рассматривались как центры дилатации. Показано, что энергия активации уменьшается с уменьшением размеров наночастиц. На основе функции распределения размеров наночастиц рассчитана функция распределения энергии активации. Получены аналитические выражения зависимостей ионной проводимости от температуры и размеров наночастиц. Формулы хорошо описывают наблюдавшееся ранее увеличение на два-три порядка кислородной проводимости в нанозеренной керамике ZrO2:16% Y. Показано, что поверхностное натяжение в наночастицах определяет механизм существенного увеличения проводимости ионов кислорода, наблюдаемого в образцах нанокерамики, причем главный вклад в проводимость связан с областью вблизи поверхности частицы. PACS: 78.20.Bh, 78.67.Bf, 66.10.Ed