نشریه علمی پژوهشی مواد پیشرفته در مهندسی

در این تحقیق غشای شیشه- سرامیک جدید با ساختار نوع ناسیکون و فرمول کلی (Li_۱+x+yAl_xCr_yGe_۲-x-y(PO_۴)_۳, x+y=۰/۵) 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 LiGe_۲(PO_۴)_۳ جهت بهبود هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. جایگزینی جزئی یون‌های Ge^۴+ موجود در ساختار ناسیکون با یون‌های Al^۳+ و Cr^۳+ منجربه القای مقادیر بیشتری از یون‌های لیتیم در حفره‌های خالی A_۲ 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 با۸/۸۲Í۱۰^-۳  زیمنس بر سانتی‌متر برای نمونه با x=۰/۴ و y=۰/۱، (Li_۱,۵Al_۰,۴Cr_۰,۱Ge_۱,۵(PO_۴)_۳) که در دمای ۸۵۰ درجه سانتی‌گراد برای مدت ۸ ساعت کریستاله گردید، حاصل شد. این نمونه همچنین کمترین انرژی اکتیواسیون معادل با ۲۶۷/۰ الکترون ولت را از خود نشان داد.