نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این تحقیق غشای شیشه- سرامیک جدید با ساختار نوع ناسیکون و فرمول کلی (Li_1+x+yAl_xCr_yGe_2-x-y(PO₄)₃, x+y=0/5) با روش انجماد سریع شیشه مذاب و تبدیل به شیشه- سرامیک از طریق عملیات حرارتی، سنتز و اثر اضافه نمودن غلظت‌های متفاوتی از عناصر آلومینیوم و کروم به ساختار LiGe₂(PO₄)₃ جهت بهبود هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. جایگزینی جزئی یون‌های Ge⁴⁺ موجود در ساختار ناسیکون با یون‌های Al³⁺ و Cr³⁺ منجربه القای مقادیر بیشتری از یون‌های لیتیم در حفره‌های خالی A₂ جهت موازنه بار و همچنین تغییر در پارامترهای شبکه کریستال شد. این دو عامل باعث افزایش هدایت یونی شیشه- سرامیک شد. مشخصه‌یابی و بررسی ساختارهای آمورف و کریستاله در این تحقیق با آزمون‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و طیف سنجی امپدانس مختلط (CIS) انجام گرفت. بیشترین هدایت یونی برابر با8/82Í10^-3  زیمنس بر سانتی‌متر برای نمونه با x=0/4 و y=0/1، (Li_1.5Al_0.4Cr_0.1Ge_1.5(PO₄)₃) که در دمای 850 درجه سانتی‌گراد برای مدت 8 ساعت کریستاله گردید، حاصل شد. این نمونه همچنین کمترین انرژی اکتیواسیون معادل با 267/0 الکترون ولت را از خود نشان داد.