본 연구에서는 방전 플라즈마 소결을 통해 다양한 입자 크기를 갖는 타이조나이트계 불소 이온 전도체 La0.93Ba0.07F2.93 고밀도 소결 다결정 연탄(상대 밀도: >95%)을 제조하고 전기 전도성을 조사했습니다. 이온 전도도에 대한 미세 구조의 영향을 이해하기 위해 평가를 수행했습니다. 준비된 연탄의 전기 전도도는 소결 온도를 1273 K로 올렸을 때 증가하여 300 K에서 7.1 × 10-5Scm-1로 가장 높은 값을 보였으며 이는 동일한 재료의 소결체에 대해보고 된 값보다 훨씬 높았습니다. 이는 방전 플라즈마 소결 기술을 적용하면 소결체의 고밀도화를 달성할 수 있고 소결 온도의 상승이 입자 성장을 촉진하여 입자 경계 저항이 감소하기 때문입니다. 다결정 복합체의 밀도가 충분히 높으면 이온 전도에 대한 입자 경계의 억제 효과는 크지 않습니다. 반면 소결 온도가 1273 K보다 높으면 입자 경계를 따라 작은 구멍이 형성되고 소결 온도가 증가함에 따라 전도도가 감소합니다. 이러한 전도도 감소는 고온 소결로 인한 정공 형성으로 인한 결정립 경계 저항의 증가로 설명할 수 있습니다. 이 연구는 소결된 다결정 (La,Ba)F3 기반 불소 이온 도체의 경우 높은 불소 이온 전도를 위한 최적의 미세 구조, 즉 고밀도, 큰 입자 크기, 깨끗한 입자 경계를 달성할 수 있는 최적의 제조 조건이 있음을 보여줍니다.

이 논문에서는 상온에서 1073, 1273, 1373 및 1473 K에서 소결된 LBF93 블록을 고주파 분석기 4990EDMS-120K LN-Z2-HF, 일본 Toyo 사를 사용하여 관찰했습니다.
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출처:

타이소나이트형 불소 이온 전도체에서 미세 구조가 전도도에 미치는 영향
저자: 모토하시 K., 나카무라 T., 키무라 Y., 우치모토 Y., 아메자와 K.
출판물: 솔리드 스테이트 이오닉스
출판사: 엘스비어
날짜: 2019년 10월 1일
https://doi.org/10.1016/j.ssi.2019.05.023