Особенности ионного переноса в твердом электролите с двумя сортами подвижных катионов Кадргулов Р.Ф., Якшибаев Р.А.
    Высокотемпературные модификации халькогенидов меди и серебра обнаруживают смешанную ион-электронную проводимость [1-3]. С точки зрения исследования ионной проводимости, наличие двух сортов подвижных катионов в этих системах представляет особый интерес. Определение вкладов ионов различного сорта в общий ионный перенос и изучение концентрационной зависимости их вклада может оказаться полезным для лучшего понимания динамики ионного транспорта в подобных соединениях.
    В работе представлены результаты исследования ионной составляющей проводимости и вклада катионов разного сорта в общую ионную проводимость для твердых растворов на основе г.ц.к.-модификаций Cu2S и Ag2S.
    Образцы для исследований были приготовлены методом ампульного синтеза из элементов особой чистоты путем спекания в вакууме при 873 К с последующей гомогенизацией при 673 К. Однофазность полученных поликристаллических образцов контролировалась снятием дифрактограмм на дифрактометре ДРОН-3 с высокотемпературной приставкой УВД-2000.
    Преобладающая электронная проводимость смешанных ион-электронных проводников не позволяет использовать обычные методы измерений ионной проводимости. Поэтому был применен метод [4] блокирования электронного тока с использованием сложных токовых электродов Ag/AgI. Как показано в [1], указанный метод, примененный к подобным системам с двумя сортами подвижных ионов, дает значение полной ионной проводимости.
    Разделение вкладов ионов меди и серебра в общую ионную проводимость твердых растворов (AgxCu1-x)2S было проведено комбинированным гравиметрическим и электрическим методом /1/ с использованием ячейки
    Ag/AgI/образец 1/образец 2/AgI/Ag (i) В результате протекания постоянного тока через ячейку устанавливается концентрационная поляризация, вызванная блокированием ионов меди и электронного тока на электродах Ag/AgI. Время установления концентрационной поляризации определяется коэффициентом химической диффузии, равным 10-1-10-3 см2/с [5] для твердых растворов. Условие, при котором устанавливается градиент общей катионной концентрации, считается квазистационарным. Затем происходит взаимная диффузия ионов меди и серебра при неизменном градиенте общей катионной концентрации. Скорость этого процесса определяется коэффициентами самодиффузии катионов, имеющими значения порядка 10-5 см2/с [6]. Стационарное условие характеризуется тем, что ток ионов меди под действием электрического поля равен обратному диффузионному току и перенос заряда осуществляется только ионами серебра.
    Таким образом, наличие двух сортов подвижных ионов в системе приводит к их перераспределению по длине образца под влиянием электрического поля и, следовательно, к изменению веса образцов 1 и 2, имевших одинаковый начальный состав в ячейке (i). Изменение масс образцов прямо связано с отношением парциальных проводимостей ионов меди и серебра. При определении отношений парциальных проводимостей iCu+/iAg+ используется разница в атомном весе меди и серебра, равная 0,59.
    
    Рис. Концентрационная зависимость общей и парциальных ионных проводимостей при 523 К.
    На рис. ............