ТЕМПЕРАТУРНО–ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ NA-Β-ГЛИНОЗЁМА

Авторы
Файлы

Андриянова Н.П. Барышников С.В. Маловицкий Ю.Н. Статья в формате PDF 158 KB Вещества, обладающие в твёрдом состоянии ионной проводимостью соизмеримой с проводимостью жидких электролитов, называются твердыми электролитами. К таким веществам относятся алюминаты натрия (Na₂O∙nAl₂O₃). Наиболее известными представителями которых являются Na-β(β′′)-глинозёмы. Химические формулы этих модификаций глинозёма имеют вид Na₂O∙11Al₂O₃ и Na₂O∙6,5Al₂O₃, соответственно.

В этих веществах наблюдается большая подвижность ионов натрия при комнатной температуре, а при температурах 130 - 200К обнаружен фазовый переход, который интерпретируется как переход в суперионное состояние. Помимо скачка электропроводности в процессе перехода наблюдается также λ - точка в температурной зависимости теплоёмкости, хаpaктерная для фазовых переходов первого рода. Вместе с тем теория твердых электролитов слабо разработана вообще и для Na-β-глинозёмов в частности. Так, не известна функция распределения плотности локализованных состояний в запрещенной зоне, не найдены легирующие добавки оптимальным образом создающие распределение кластерных группировок (AlO₄)^5- и (AlO₆)^9- и стабилизирующие неустойчивую кристаллическую структуру.

Целью данной работы являлось исследование влияния примесных атомов с различной электронной структурой на диэлектрические свойства Na-β-глинозёмов. В качестве объекта исследования были выбраны образцы Na-β-глинозёма легированного Cu, Y и Pb в количестве 3-6 ат.%. Образцы для измерения готовились по методике описанной в [1]. Предполагалось что ионы Cu и Y, как элементы с малой энергией вырождения электронных уровней, могли повлиять на электронную подсистему твердого электролита; ионы Pb могли изменить фононный спектр.

Диэлектрические измерения проводились на частотах 10², 10³, 10⁴ и 10⁶ Hz. На частотах 10², 10³, 10⁴ Hz использовался измеритель импеданса E7-14, на частоте 10⁶ Hz - E7-12. В качестве электродов использовались электроды из возжонного серебра. Исследования проводились в температурном интервале 300 - 600 К. Температурная стабилизация составляла порядка 1 K. Перед измерениями для удаления адсорбированной воды образцы прогревались и выдерживались около часа при температуре порядка 400 К.

Как показывают исследования, при комнатной температуре диэлектрическая проницаемость на частоте 10²Гц имеет значения порядка 10³ и с ростом частоты убывает до значений порядка 50 на частоте 10⁶Гц. Причем частотную зависимость диэлектрической проницаемости для Na-β-глинозёмов нельзя описать простой формулой Дебая, что говорит о некотором наборе поляризационных механизмов с различными временами релаксации. Используя аналитическую зависимость для диэлектриков с большим числом времен релаксаций:

(1)

получаем, что для совпадения экспериментальных точек с теоретической кривой (1) при комнатной температуре приходится положить что: wt >>1, De >> e_¥, a = 0,76 для частот 10²¸10³ Гц и a = 0,74 для частот 10³¸10⁶ Гц. С ростом температуры происходит рост e, tgd и уменьшение коэффициента a (см. таблицу).

Таблица 1. Зависимость роста температуры и роста e, tgd и уменьшение коэффициента a

T.К	ε′ (10²Гц)	ε′ (10³Гц)	ε′ (10⁴Гц)	a
295	685	335	186	0,75
375	1846	661	331	0,71
475	55812	8526	2150	0,41
575	412943	34549	5889	0,29

При введении примесей появляется дополнительный механизм релаксации, что хорошо заметно на кривых tgd(w).

Рисунок 1. Зависимость tgδ от T для Na-β-глинозёма легированного Cu

Для описания дисперсии ε Na-β-глинозёмов легированных Cu, Y и Pb, в которых спектр является размытым, важен параметр α, хаpaктеризующий распределение времен релаксации. Он может быть найден из экспериментальных данных.

На рисунках 2 - 4 представлены полученные зависимости α от Т. При температурах 380 - 400 K наблюдаются пики, которые возможно связаны с наличием кристаллизационной воды в образцах.

Рисунок 2. α(T) для Na-β-глинозёма легированного Cu, Pb и Y

Зная температурные зависимости tgδ при различных частотах можно получить величины потенциального барьера для исследуемых веществ, воспользовавшись формулой:

(2)

Произведя вычисления получаем следующие значения:

U_Pb=0,85 эВ, U_Cu=0,91 эВ, U_Y=1,51 эВ.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что при температурах ниже 600 К в Na-β-глиноземах необходимо учитывать многоосцилляторные процессы. При температурах выше 600 K эти процессы перестают действовать и становится возможным описать частотную зависимость диэлектрической проницаемости простой формулой Дебая.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Левицкий Ю.Т., Маловицкий Ю.Н., Пушкин А.А. Электронная электропроводность в системе Na₂O∙nAl₂O₃ - Y₂O₃. Неорганические материалы. - 2003, №9. - С. 971.

СТРУКТУРА ПРОГРАММНО-АППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА МОНИТОРИНГА ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕРРИТОРИАЛЬНО-РАЗНЕСЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Статья в формате PDF 132 KB...

09 03 2026 5:20:55

ОЦЕНКА ДИНАМИКИ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПОТРЕБИТЕЛЬСКИХ РАСХОДОВ ДОМОХОЗЯЙСТВ ПРИМОРСКОГО КРАЯ

Статья в формате PDF 129 KB...

08 03 2026 2:32:31

ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЭСТРОГЕНСВЯЗЫВАЮЩИХ БЕЛКОВ АЛЬФА-ФЕТОПРОТЕИНА С 17Β-ЭСТРАДИОЛОМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА МОЛЕКУЛЯРНОЙ ДИНАМИКИ

Статья в формате PDF 134 KB...

07 03 2026 12:51:31

ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕЛЕВОЙ ФУНКЦИИ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА

Статья в формате PDF 156 KB...

06 03 2026 21:49:55

СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ АТРОФИИ ЗРИТЕЛЬНОГО НЕРВА У ДЕТЕЙ РАННЕГО ВОЗРАСТА

Статья в формате PDF 280 KB...

05 03 2026 8:49:53

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ХЛЕБА ГЕПАТОПРОТЕКТОРНОГО ДЕЙСТВИЯ

Статья в формате PDF 162 KB...

04 03 2026 18:17:55

Структурные особенности лимфангионов некоторых органов пищеварительной системы овцы в постнатальном онтогенезе

Статья в формате PDF 120 KB...

03 03 2026 13:50:56

ИЗМЕНЕНИЕ РЕГУЛЯЦИИ ИММУНИТЕТА И МЕТАБОЛИЗМА

Статья в формате PDF 91 KB...

02 03 2026 0:20:24

К ВОПРОСУ О ФОРМИРОВАНИИ ОСНОВ НОВОГО «ЖЕНСКОГО» МИРОВОЗЗРЕНИЯ

Статья в формате PDF 100 KB...

01 03 2026 3:49:42

РАЗВИТИЕ РЕБЕНКА В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ (учебное пособие)

Статья в формате PDF 107 KB...

28 02 2026 10:30:11

Метакорпорации: международные аспекты и их влияние на российскую экономику

Статья в формате PDF 125 KB...

27 02 2026 17:16:39

ПОДБОР СЛУХОВОГО АППАРАТА

Статья в формате PDF 120 KB...

26 02 2026 11:38:23

Активность антибактериальных препаратов IN VITRO и IN VIVO в отношении штаммов холерного вибриона эльтор, выделенных в г.Казани в 2001 г.

Статья в формате PDF 111 KB...

25 02 2026 22:18:31

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОЙ ВЕРБАЛЬНОЙ РЕЧЕВОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Статья в формате PDF 96 KB...

24 02 2026 2:17:49

ВАСИЛЬЕВА ГАЛИНА ИВАНОВНА

Статья в формате PDF 89 KB...

23 02 2026 5:15:35

Некоторые аспекты усовершенствования системы вентиляции гальванических предприятий

Статья в формате PDF 266 KB...

22 02 2026 11:30:29

ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АСПЕКТ В СИСТЕМЕ НАЦИОНАЛЬНО-РЕГИОНАЛЬНОГО КОМПОНЕНТА ВУЗОВСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ МОРДОВИЯ

Статья в формате PDF 120 KB...

21 02 2026 9:14:29

КВАЛИМЕТРИЧЕСКИЙ ПОДХОД К МОДЕЛИРОВАНИЮ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА АКАДЕМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ

Статья в формате PDF 194 KB...

20 02 2026 16:52:30

ПЕРСПЕКТИВНЫЙ СПОСОБ НЕРЕСТА КАРПА В САДКАХ

Статья в формате PDF 107 KB...

19 02 2026 6:14:57

ИННОВАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ФОРМИРОВАНИЯ НАВЫКОВ ЗДОРОВОГО ОБРАЗА ЖИЗНИ УЧАЩИХСЯ СЕЛЬСКИХ ШКОЛ ВО ВНЕКЛАССНОЙ РАБОТЕ

В этой статье рассматриваются вопросы применения инновационных технологии формирования навыков здорового образа жизни учащихся сельских школ во внеурочное время. ...

18 02 2026 12:37:45

НОВЫЙ СПОСОБ ВРЕМЕННОГО ПЛОМБИРОВАНИЯ ЗУБОВ ВО ВРЕМЯ ЛЕЧЕНИЯ ЭНДОДОНТИЧЕСКО – ПАРОДОНТАЛЬНЫХ ПАТОЛОГИЙ

Статья в формате PDF 134 KB...

17 02 2026 7:51:13

ИЗМЕРЕНИЕ РАЗНОСТЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ГРУНТАХ В ПРОЦЕССЕ ПРОМЕРЗАНИЯ И ОТТАИВАНИЯ

Статья в формате PDF 109 KB...

16 02 2026 4:12:49

ОСОБЕННОСТИ ПЕРЕХОДА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ НА НОВЫЕ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 252 KB...

15 02 2026 14:16:35

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ ФЛОРЫ В ОКРЕСТНОСТЯХ Г. КАДНИКОВ

Статья в формате PDF 100 KB...

14 02 2026 5:35:24

РОЛЬ ДНЕВНОГО СТАЦИОНАРА ПРИ РЕАБИЛИТАЦИИ БОЛЬНЫХ С ЧЕРЕПНО-МОЗГОВОЙ ТРАВМОЙ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ НАПРАВЛЕННОГО ТРАНСПОРТА МЕДИКАМЕНТОВ

Выбрать оптимальный метод введения больных в период реабилитации после черепно-мозговой травмы. Материалы и методы: За 2011 год в Новокуйбышевской центральной городской больницы пролечено 960 пострадавших с черепно-мозговой травмой, из них 780 пострадавших с сотрясением головного мозга. Все пациенты с сотрясением головного мозга, первых семь дней находились на стационарном лечении в условиях травматологического отделения. Под наблюдением врачей нейрохирурга, травматолога, невролога и окулиста, проводилась дегидратационная и симптоматическая терапия. После первой недели стационарного лечения данных пациентов разделили на три равных группы по 260 человек и в дальнейшем их вели по- разному. Результаты: Удовлетворительные результаты лечения получены в первой группе у 252 пациентов (97%), у второй группы 243 пациентов(93%), а в третьей 156 пациентов (60%). Один день дневного стационара в травматологическом отделение в Новокуйбышевской центральной городской больницы НЦГБ стоит 360 рублей, а один день дневного стационара, стоит 190 рублей. Таким образом стоимость лечения пациентов первой группы = (7 + 7)·360 = 5040 рублей, стоимость лечения пациентов второй группы = 7·360 + 7·190 = 2520 + 1330 = 3850 рублей, стоимость лечения пациентов третьей группы = 7·360 = 2520 рублей. Из данных расчетов видно, что пациенты третьей группы, требует меньше расходов, но к сожалению, у них намного хуже результаты лечения. Результаты лечения пациентов первой и второй группы пpaктически одинаковы, а стоимость пациентов второй группы намного меньше. ...

13 02 2026 9:38:52

ИЗМЕНЕНИЕ КАПСУЛЫ СЕЛЕЗЕНКИ В УСЛОВИЯХ ХРОНИЧЕСКОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ

Статья посвящена актуальной проблеме – влиянию хронической алкогольной интоксикации на изменение структуры капсулы селезенки в раннем постнатальном онтогенезе. Дана сравнительная гистологическая хаpaктеристика капсулы с учетом зависимости изменений от различной концентрации потрeбляемого алкоголя. ...