15172

15172

بررسي رفتار تبلور و هدايت الكتريكي در شيشه و شيشه - سراميك هاي ناسيكوني

كارشناسي ارشد

سراميك

فروردين 1394

فروردين 1394

دكتر بيژن افتخاري يكتا - دكتر سارا بني جمالي

مواد و متالورژي

چكيده باتري¬هاي ليتيومي قابل شارژ به دليل برخورداري از خواصي چون دانسيته انرژي بالا و هدايت يوني زياد،بسيار مورد توجه قرار گرفته¬اند. شيشه-سراميك¬ها يكي از اصلي¬ترين كانديدهاي استفاده در اين باتري¬ها به عنوان الكتروليت هستند، چرا كه علاوه بر سهولت ساخت در ابعاد و اشكال مختلف و امكان كنترل ريزساختار در آن¬ها، مشكلاتي نظير وجود تخلخل و تضعيف هدايت را ندارند. از ميان شيشه-سراميك¬هاي مورد مطالعه قرار گرفته، شيشه-سراميك ناسيكوني با تبلورLiTi2(PO4)4 در سيستم Li2O-TiO2-P2O5 يكي از بهترين گزينه¬ها محسوب مي¬شود، ولي ضعف شيشه¬سازي تركيب استوكيومتريك آن همواره مشكل آفرين بوده است. در رساله¬ي پيش رو، شيشه و شيشه-سراميك ناسيكوني در سيستم Li2O-TiO2-P2O5تهيه و مورد مطالعه قرار گرفته است و اثر افزودن B¬2O3 بر بهبود خواص شيشه¬سازي و هدايتي آن بررسي شده است. شيشه¬ و شيشه-سراميك¬هاي ساخته شده از تركيب استوكيومتريك اين سيستم به روش ذوب و ريخته گري و عمليات حرارتي تك مرحله¬اي توسط تكنيك¬هاي آناليز حرارتي افتراقي (DTA)، آناليز پراش اشعه ايكس (XRD)، ميكروسكوپ الكتروني روبشي (SEM) و طيف سنجي امپدانس الكتروشيميايي (EIS) مورد مطالعه قرار گرفتند. مشاهده شده كه افزودن 2,5 قسمت مولي B2O3 به تركيب پايه منجر به افزايش هدايت يوني در دماي 300 k شده است، به نحوي كه هدايت شيشه-سراميك عمليات حرارتي شده در دماي 950 °C به مدت 2 ساعت هدايتي برابر با SCm-11,17 x 10-3در 300 k از خود نشان داد كه نسبت به شيشه-سراميك پايه حدود ده برابر بزرگ¬تر است. افزودن اين مقدار B2O3 منجر به كاهش دماي تبلور و گرانروي مذاب و افزايش درصد بلورينگي شيشه-سراميك شد. در حالي كه مقادير بالاتر اين افزودني منجر به تنزل رفتار تبلور و خواص هدايتي شيشه-سراميك¬ها شدند. كلمات كليدي: باتري ليتيومي، شيشه-سراميك ناسيكوني، Li2O-TiO2-P2O5، هدايت يوني