Synthesis of nano-sized solid electrolyte Pr1–ySryF3–y and the effect of heat treatment on the ionic conductivity of fluoride nanoceramics

Issue number 4 from 15.09.2025

Нанокерамику твердого электролита Pr_1–ySr_yF_3–y (y = 0.03, пр. гр. P3c1) получали методом высокоэнергетического механодиспергирования выращенных из расплава кристаллов с последующим холодным прессованием. Фазовый состав, микроструктура, морфология и электрофизические свойства нанокерамики изучены методами рентгенофазового анализа, электронной микроскопии и импедансной спектроскопии. Значение проводимости синтезированной нанокерамики Pr_0.97Sr_0.03F_2.97 при комнатной температуре (σ_cer = 1.7 × 10^–7 См/см) существенно ниже проводимости исходного монокристалла (σ_crys = 4.0 × 10^–4 См/см), что обусловлено ее низкой (~75% от теоретического значения) плотностью. Термическая обработка нанокерамики при 823 K в вакууме приводит к росту величины σ_cer в 3 раза, а отжиг при 1273 K во фторирующей атмосфере – к дальнейшему росту проводимости (σ_cer = 4.3 × 10^–5 См/см) вследствие процесса собирательной рекристаллизации и значительному увеличению плотности керамики до 90%. Техника механического измельчения и последующая термообработка нанопорошка Pr_1–ySr_yF_3–y позволяют получать однофазную высокопроводящую керамику. Разработанная методика синтеза керамических фторидных наноматериалов в качестве технологической формы твердых электролитов является многообещающим направлением дальнейших разработок в области создания фтор-ионных источников тока и газовых датчиков фтора.

68 0

GROWTH OF KR3F10 (R = Tb–Er) COMPOUNDS BY THE VERTICAL DIRECTIONAL CRYSTALLIZATION METHOD. III: MELTING CHARACTER AND NONSTOICHIOMETRY OF CUBIC KHo3F10AND KEr3F10 SINGLE CRYSTALS

Issue number 1 from 15.09.2025

Кристаллы KR₃F₁₀, R = Ho, Er (пр. гр. \(Fm\bar {3}m\)), выращены методом вертикальной направленной кристаллизации. Экспериментально зафиксирован инконгруэнтный характер плавления этих соединений и определены температуры соответствующих термических эффектов. Обнаружены узкие области гомогенности изученных кристаллов, также характерные для всего ряда изученных KR₃F₁₀. Параметр кубической решетки монотонно уменьшается по длине кристаллов и изменяется в пределах 11.5782(2)–11.5654(5) Å для KHo₃F₁₀ и 11.5225(1)–11.5102(4) Å для KEr₃F₁₀. Оптимизированы условия получения из расплава кристаллов KR₃F₁₀ оптического качества.

10 0

IONIC CONDUCTIVITY AND THERMAL STABILITY OF BiF3 CRYSTALS

Issue number 2 from 15.09.2025

Исследованы температурная зависимость ионной электропроводности σ_dc(T) и термическая стабильность кристаллов BiF₃ со структурой ромбического β-YF₃ (пр. гр. Pnma, a = 6.5620(1), b = = 7.0144(1), c = 4.8410(1) Å, V/Z = 55.71 Å³), выращенных из расплава методом вертикальной направленной кристаллизации. Электрофизические характеристики BiF₃ получены из импедансных измерений в интервале температур 360−540 K. Значение σ_dc при T = 500 K и энтальпия активации ионного переноса ΔH_a равны 2.5 × 10⁻⁵ См/см и 0.48 ± 0.05 эВ соответственно. Величина ΔH_a для изученного кристалла меньше в 1.4 раза по сравнению с изоструктурными редкоземельными (Tb, Ho, Er, Y) трифторидами, что обусловлено высокой электронной поляризуемостью и большим ионным радиусом катионов Bi³⁺. Обнаружено, что кристаллы BiF₃ термически стабильны до 550−600 K, при более высоких температурах они деградируют из-за сублимации вещества и пирогидролиза. Образование оксифторидных фаз \({\text{Bi}}{{{\text{O}}}_{x}}{{{\text{F}}}_{{3--2x}}}\) является причиной наблюдаемого скачка проводимости на зависимости σ_dc(T) при T ∼ 600 K.

15 0

COMPOSITION MATERIALS IN THE CaF2–BaF2 SYSTEM

Issue number 2 from 15.09.2025

Композиционные наноматериалы составов (1 – x)CaF\(_{2} - x\)BaF₂ с 0.4 ≤ х ≤ 0.6 получены методом направленной кристаллизации расплава во фторирующей атмосфере. Изучены структурные, оптические, механические и электрофизические характеристики полученных нанокомпозитов. Двухфазные композиты (1 – x)CaF\(_{2} - x\)BaF₂ имеют тонкую ламеллярную микроструктуру. Толщина ламелей уменьшается с увеличением содержания BaF₂ и достигает величины 30–50 нм для состава с x = 0.5. Композиты сохраняют высокую прозрачность в ИК-диапазоне, близкую к уровню исходных компонентов. Величины микротвердости (Н_V ∼ 5.0 ГПа) и ионной проводимости (σ_dc = = (1–3) × 10⁻³ См/см при 823 K) таких композитов существенно превышают соответствующие характеристики кристаллов CaF₂ и BaF₂. Изученные фторидные нанокомпозиты являются перспективными материалами для практического применения в фотонике и ионике твердого тела.

10 0

MICROSTRUCTURE OF GEL FILMS OF BACTERIAL CELLULOSE SYNTHESIZED UNDER STATIC CONDITIONS OF CULTIVATION OF THE GLUCONACETOBACTER HANSENII GH-1/2008 STRAIN ON NUTRIENT MEDIA WITH DIFFERENT CARBON SOURCES

Issue number 4 from 15.09.2025

Проведен сравнительный анализ структуры высушенных пленок бактериальной целлюлозы (БЦ), продуцируемых бактериями штамма Gluconacetobacter hansenii GH-1/2008 при статическом культивировании на питательных средах с различными источниками углерода: глюкоза, сахароза, мальтоза, фруктоза, лактоза. Обнаружено, что надмолекулярная структура пленок представляет собой пространственную сетку из ориентационно-упорядоченных микрофибрилл со средним диаметром от 30 до 60 нм, состоящих из кристаллических и аморфных областей. Анализ рентгенограмм показал, что кристаллические области микрофибрилл сформированы целлюлозой I. В зависимости от состава питательной среды степень кристалличности пленок изменяется в диапазоне от ~20 до 90%. Обнаружено, что независимо от источника углерода микроструктура верхней и нижней поверхностей пленок БЦ различна и определяется статическими условиями культивирования: на верхней поверхности гель-пленок присутствуют поры диаметром до 500 нм; на нижней поверхности распределение пор по размерам носит более широкий характер (до 600 нм). Разница между средними значениями пор на верхних и нижних поверхностях варьируется от 95 до 180 и от 100 до 200 нм соответственно. Результаты измерений механических свойств пленок показали, что максимальную прочность имеют пленки, полученные при культивировании на фруктозе и сахарозе, а минимальную – на лактозе и мальтозе. Приведены данные продуктивности БЦ штамма GH-1/2008.

13 0