Nonstoichiometry of $ZrO_2$ and $Sm_2O_3$

$ZrO_2$$Sm_2O_3$의 비화학양론

  • Soon Ho Chang (Department of Chemistry, Yonsei University) ;
  • Chul Hyun Yo (Department of Chemistry, Yonsei University) ;
  • Jae Shi Choi (Department of Chemistry, Yonsei University) ;
  • Mu Sil Pyon (Department of Chemical Engineering, Myongji University)
  • 장순호 (연세대학교 이과대학 화학과) ;
  • 여철현 (연세대학교 이과대학 화학과) ;
  • 최재시 (연세대학교 이과대학 화학과) ;
  • 편무실 (명지대학교 공과대학 화학공학과)
  • Published : 1986.02.20

Abstract

The x-values of nonstoichiometry chemical formulas, Sm$O_{1.5+x}$ and Zr$O_{2+x}$, have been measured in temperature range from 500$^{\circ}$C to 1000$^{\circ}$C under oxygen pressure of 2 ${\times}10^{-1}$ to 1 ${\times}10^{-5}$ atm by gravimetric method. The enthalpies of formation of defect in samarium sesquioxide and zirconium dioxide decrease with decreasing oxygen pressure and are all positive. The 1/n values calculated from the slopes of the plots of log x vs. log $PO_2$ increase with temperature and are positive values which mean the higher oxygen pressure dependence at higher temperature. From x-values and thermodynamic data, it is found out that the nonstoichiometric defect is fully ionized metal vacancy. The conduction mechanisms of the systems are also discussed with respect to the nonstoichiometric compositions.

Sm$O_{1.5+x}$와 Zr$O_{2+x}$로 표시되는 사마늄 산화물과 지르코륨산화물의 비화학양론적 조성식의$x^-$값을 500$^{\circ}$C에서 1000$^{\circ}$C까지의 온도 영역과 2 ${\times} 10^{-1}$ ~ 1 ${\times}10^{-5}$기압 산소압력까지의 영역에서 중량 분석법에 의하여 측정하였다.$x^-$값은 온도가 상승하면 증가하고 산소압력이 높아짐에 따라 또한 증가하였다. 비화학양론적 조성의 생성엔탈피 ${\Delta}H_f$는 산소압력이 낮아지면 감소하였고 그 값은 양의 값을 갖는다. 산소압력 의존성 n/1은 온도가 상승하면 커지고 양의 값을 갖는 것으로 고온일수록 산소압력 의존성이 커짐을 나타낸다. $x^-$값과 열역학적 자료들로 부터 비화학양론적 결함은 이온화된 금속공위이다. 이들 계의 전도성 메카니즘을 비화학양론적 조성과 관련시켜 고찰하였다.

Keywords

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