УДК 541.123.3

Зависимость транспортных свойств от состава флюоритоподобного твердого раствора в системе NaF-BiF3-Bi2O3

Т.В. Серов

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Недавно в системе NaF-BiF3- Bi2O3 [1] был обнаружен ионопроводящий оксофторидный флюоритоподобный твердый раствор с широкой областью гомогенности, примыкающей к фторидной стороне NaF-BiF₃. Целью настоящей работы является исследование зависимости транспортных свойств этого твердого раствора от состава.

Образцы были получены отжигом в запаянных медных ампулах в атмосфере сухого аргона и исследованы методами рентгеновской дифракции на порошке (дифрактометр Enraf-Nonius FR-552), импедансной спектроскопии (анализатор частотного ответа Solartron1260), спектроскопии 19F-ЯМР (спектрометр Bruker MSL- 200). Транспортные свойства твердого раствора Na_{1- x}Bi_x(O,F)_2+z изучались вдоль двух разрезов, отвечающих постоянному формальному анионному избытку (z=0,26) и постоянному отношению натрий/висмут (x=0,80).

Ионная проводимость измерена в диапазоне частот 1-10⁶ Гц при температурах 293-473 K. Вдоль разреза (x=0,80) при анионном избытке z~ 0,30 наблюдается пологий максимум проводимости. Проводимость отвечающего максимуму образца s _373K=1,53/ 10^-4 (Ом/ см)^-1. Спектры 19F-ЯМР измерены при 175-400 K. При понижении температуры широкий пик, отвечающий подвижным ионам F^-, расщепляется на два пика, соответствующих двум подрешеткам фтора в флюоритоподобной структуре. На объемной графической зависимости параметра кубической ячейки от состава a=f(x,z) виден излом поверхности в виде хребта.

Полученные нами данные и результаты нейтронографического исследования сходного твердого раствора K1-xBixF1+2x [2] позволяют выдвинуть гипотезу о существовании кубооктаэдрических кластеров дефектов (F_i)₁₂ в твердом растворе Na_{1- x}Bi_x(O,F)_2+z, и гипотезу о корреляции максимумов проводимости и параметра элементарной ячейки.

• Серов Т.В., Ардашникова Е.И., Долгих В.А., Рео Ж.М. Изучение взаимодействия в системах NaF- MF3-M2O3 (M= Nd, Bi) // Журнал Неорганической Химии, 2000, В. 45, n. 2, С. 210-213

• Soubeyroux J.L., Rqau J.M., Matar S., Villeneuve G., Hagenmuller P.,Qtude par diffraction neutronique des solutions solides K1-xBixF1+2x et Rb1-xBixF1+2x // Solid State Ionics, 1982, V. 6, P. 103-111.