Impact of Liquid Phase Formation on Microstructure and Conductivity of Li-Stabilized Na-β″-alumina Ceramics

烧结 材料科学 微观结构 电导率 陶瓷 粒度 多孔性 晶粒生长 相(物质) 离子电导率 相对密度 离子 电解质 复合材料 矿物学 分析化学(期刊) 化学 电极 色谱法 物理化学 有机化学
作者
Marie‐Claude Bay,Meike V.F. Heinz,Renato Figi,Claudia Schreiner,Diego Basso,Nicola Zanon,Ulrich Vogt,Corsin Battaglia
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:2 (1): 687-693 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acsaem.8b01715
摘要

Na-β″-alumina ceramics are archetypical ion conductors with excellent sodium-ion conductivity. Their processing is, however, challenging and results in large variations in reported conductivity measurements. We systematically reexamine the impact of sintering conditions on microstructure and sodium-ion conductivity of Na-β″-alumina ceramics. Depending on sintering temperature and sintering time, we measure conductivities between 0.04 and 0.37 S/cm at 300 °C on ceramics prepared from identical starting powders. During sintering, formation of a liquid phase is observed above 1500 °C, which promotes densification but leads to abnormal grain growth for extended sintering times. While such conditions result in the highest conductivities measured for our sample series (0.37 S/cm at 300 °C), the corresponding microstructures are mechanically fragile. For mechanically robust, densely sintered samples, we identify the average grain size as the dominating factor controlling ion conductivity. For average grain sizes between 1 and 6 μm, we obtain conductivities between 0.17 and 0.27 S/cm at 300 °C. The influence of porosity in undersintered, highly porous samples is well accounted for by Archie’s law and results in low ion conductivities down to 0.04 S/cm at 68% density. Our insights into microstructural factors controlling ionic conductivity such as grain size and density are instrumental for the successful integration of Na-β″-alumina ceramic electrolytes into next-generation batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
123发布了新的文献求助30
刚刚
1秒前
酷波er应助elizabeth339采纳,获得10
1秒前
研友_LOoBQL完成签到,获得积分10
1秒前
yzx发布了新的文献求助10
1秒前
瘦瘦鲂完成签到,获得积分10
2秒前
xiaofengche完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
科研通AI2S应助口合口合采纳,获得10
3秒前
小立发布了新的文献求助10
5秒前
dd完成签到,获得积分10
5秒前
coke发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
6秒前
栀暖棠深完成签到,获得积分10
7秒前
nancy发布了新的文献求助10
7秒前
李苗发布了新的文献求助10
7秒前
dd发布了新的文献求助30
9秒前
脱氧核唐小姐完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
TomTonyy完成签到,获得积分10
11秒前
张文杰发布了新的文献求助10
11秒前
平淡的井完成签到,获得积分10
11秒前
顾建瑜发布了新的文献求助10
11秒前
是冬天发布了新的文献求助10
12秒前
jinsijia完成签到,获得积分10
12秒前
13秒前
13秒前
111关闭了111文献求助
14秒前
XApprentice应助tkx是流氓兔采纳,获得200
14秒前
14秒前
elizabeth339发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
15秒前
ZZ发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
kuangzhihui完成签到,获得积分10
16秒前
小星星668发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
SOFT MATTER SERIES Volume 22 Soft Matter in Foods 1000
Zur lokalen Geoidbestimmung aus terrestrischen Messungen vertikaler Schweregradienten 1000
室外可见光通信与智能交通 500
可见光通信专用集成电路及实时系统 500
Storie e culture della televisione 500
Selected research on camelid physiology and nutrition 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4876832
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4165000
关于积分的说明 12920490
捐赠科研通 3922625
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2153458
邀请新用户注册赠送积分活动 1171634
关于科研通互助平台的介绍 1075387