شماره ركورد
34381
پديد آورنده
سام حسامي
عنوان
برسي همزمان دوپنت آلومينيوم و دما در رفتار فلش زينتر ليتيوم لانتانيوم زيركونيوم اكسايد
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي مواد و متالورژي
سال تحصيل
1401
تاريخ دفاع
1404/7/30
استاد راهنما
دكتر حسين سرپولكي و دكتر سيد حسين سيدين
استاد مشاور
دكتر محمد گل محمد
دانشكده
مهندسي مواد ومتالورژي
چكيده
هدف از اين پژوهش بررسي اثر دما و آلاينده آلومينيوم در فلش زينتر الكتروليت حالت جامد كه مخصوص استفاده در باتريهاي ليتيومي حاالت جامد مي باشد. در اين پژوهش سعي در بهبود زينتر فلش در دمايي پايين تر از تحقيقات قبلي براي الكتروليت حالت جامد شد است. از اين رو، عمدۀ تمركز بر زينتر نمونههاي يادشده در دماي 500 تا 600 درجۀ سانتي گراد بوده است. براي اين منظور يكي سري نمونۀ LLZO با مقادير مختلف آلايندۀ آلومينيم (صفر، 25، 28 و 31 درصد استوكيومتري) به روش حالت جامد سنتز شدو بعد از ان نمونه هاي سنتز شده به صورت دمبلي شكل پرس شده تا پس از آن هر نمونه در دو دما، يكي دماي طبيعي فلش زينتر و ديگري °C850، فلش زينتر بشود . براي مشخصهيابي نمونهها از روشهاي آناليزي مواد مانند پراشسنجي پرتو ايكس، ميكروسكوپي الكتروني روبشي، طيفسنجي امپدانس الكتروشيميايي و چگاليسنجي ارشميدس استفاده شد. نتايح نشان داد كه فاز هاي مكعبي و تتراگونال LLZO و مقادير اندكي از فازهاي ناخالصي همچونZrO2 و AlLiO3 در نمونهها حضور دارند. از ديدگاه ريزساختار، افزودن آلومينيم باعث بهبود فرآيند زينتر و افزايش چگالي شده است؛ به گونهاي درصد تخلخل نمونههاي آلاييدهنشده به شكل واضحي از نمونههاي آلاييدهشده بيشتر است؛ هرچند بالاترين مقادير چگالي، در هر دو سري، نه در بيشترين مقدار آلايش، بلكه در نمونههاي داراي 25 و 28 درصد استوكيومتري آلومينيم به دست آمد. همچنين مشخص شد زينتر نمونهها در دماي °C850 (به جاي دماي طبيعي) باعث افزايش دوچندان چگالي ميشود. از ديدگاه عملكرد الكتروشيميايي، اينگونه استنتاج كه حد بهينهاي براي مقدار آلايندۀ آلومينيم وجود دارد. بيشترين هدايت يوني در هر دو سري، در مقادير ميانۀ آلايش، يعني 25 و 28 درصد استوكيومتري آلومينيم، به دست آمد. اين بدان معناست كه آلايش افراطي با آلومينيم، از جنبههاي مختلف، ماده را از مجموعه خواص مطلوب دور ميكند
تاريخ ورود اطلاعات
1404/10/28
عنوان به انگليسي
Investigating the simultaneous effect of aluminium dopant and temperature on flash behaviour of lithium lanthanum zirconium oxide sinnter
تاريخ بهره برداري
10/22/2026 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
سام حسامي
چكيده به لاتين
All-solid-state lithium-ion batteries have garnered significant attention due to their significant potential for enhanced safety and energy density compared to conventional liquid electrolyte batteries. Among various solid electrolytes, lithium lanthanum zirconium oxide (LLZO) has emerged as a promising candidate due to its high lithium-ion conductivity, wide electrochemical stability window, and good compatibility with lithium metal. However, the fabrication of dense and conductive LLZO ceramics typically requires high sintering temperatures and prolonged dwell times, which can lead to lithium evaporation, secondary phase formation, not cost efficient, and grain coarsening. In addition, the local and green methods that were applied for sintering ceramics of this kind can be named as FAST. These kinds of methods can be applied to various ceramics and can produce ceramics with specific or improved properties. Other sintering methods like SPS were conducted for LLZO powder, but that can lead to improved ceramic properties and better conductivity. However, these methods are far from applicable on an industrial scale and have high cost for production. Flash sintering, a novel technique that combines electric fields with thermal treatment, offers a promising alternative to conventional sintering methods by enabling rapid densification at significantly lower temperatures and shorter times. Previous studies have primarily examined the influence of the electric field on the flash sintering behavior of LLZO, and its impact on microstructure and electrolyte properties. This study focuses on investigating the effects of sintering temperature during flash sintering of LLZO as solid state electrolyte. One of the key parameters that can affect lithium evaporation is sintering temperature. Lowering the sintering temperature can reduce lithium losses during the sintering of our ceramics. One of the main reasons that we seek lower temperatures is that we can achieve our percolation at lower temperatures, and in this situation, the fabrication of our electrolyte can lead to more efficient procedures.
كليدواژه هاي فارسي
فلش زيتر , الكتروليت باتري
كليدواژه هاي لاتين
solid state battery , flash sintering
Author
Sam Hesamie
SuperVisor
_