📄Работа №215822

Тема: Физико-химические основы получания керамики со структурой перовскита, обладающей высокой конфигурационной энтропией смешения

📝
Тип работы Дипломные работы, ВКР
📚
Предмет материаловедение
📄
Объем: 24 листов
📅
Год: 2022
👁️
Просмотров: 3
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание

ВВЕДЕНИЕ 4
I ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 5
1.1 Высокоэнтропийные материалы 5
1.2 Природные перовскиты 6
1.3 Структура перовскита 7
1.4 Методы синтеза 11
II ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 15
2.1 Синтез образцов 15
2.2 Исследование полученных образцов 16
2.3 Электропроводность образцов 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

📖 Введение

Высокоэнтропийные оксиды со структурой перовскита — это перспективные материалы, которые привлекают внимание ученых всего мира, поэтому с недавних пор наблюдается увеличение научных публикаций на эту тему. Известно, что такие материалы могут найти применение в солнечной энергетике за счёт абсорбирующих свет свойств. Однако, для практического применения данных перовскитов необходимо изучить физико-химические основы получения высокоэнтропийной керамики.
Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследования конкретных высокоэнтропийных систем могут быть использованы для производства полупроводников из керамики.
Анализ полученных результатов позволит сделать выводы относительно общих закономерностей образования высокоэнтропийных фаз.
Цель работы: изучить физико-химические основы получения высокоэнтропийной керамики со структурой перовскита.
Для выполнения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Провести литературный обзор «Методы синтеза высокоэнтропийной керамики».
2. Синтезировать образцы высокоэнтропийной керамики со структурой перовскита.
3. Определить химический состав образцов и рассчитать конфигурационную энтропию смешения.
5. Изучить электрические свойства полученных образцов.
6. Выявить закономерности формирования высокоэнтропийных фаз.

Возникли сложности?

Нужна качественная помощь преподавателя?

👨‍🎓 Помощь в написании

✅ Заключение

Целью работы было изучение физико-химических основ получения высокоэнтропийной керамики со структурой перовскита и расчет конфигурационной энтропии смешения для возможности показать возможность существования многокомпонентных высокоэнтропийных однофазных материалов, имеющих структуру перовскита.
В работе проведен синтез трех многокомпонентных структур, с заданным стехиометрическим составом. Методом рентгенофазового анализа показано, что все синтезированные образцы имеют одну кристаллическую фазу со структурой перовскита. Методом электронной микроскопии и элементного анализа изучен химический состав отдельных участков поверхности образца. Выявлено, что химический состав с разных точек поверхности образцов близко к заданному составу. Проведенный элементный микроанализ позволил выявить кристаллиты, имеющие сочетания химических элементов, удовлетворяющие стехиометрии перовскита, в которых отношение суммы катионов A к катионам B близко к единице (структура ABO3). Рассчитана конфигурационная энтропия образцов, доказывающая высокую степень энтропии в них. Так же были изучены электрические свойства образцов, а именно их проводимость постоянного тока
при разных температурах.

Нужна своя уникальная работа?
Срочная разработка под ваши требования
Рассчитать стоимость
ИЛИ

📕 Список литературы

1 . Kubicek M., Bork A. H., Rupp J. L. M. Perovskite oxides-a review on a versatile material class for solar-to-fuel conversion processes / M. Kubicek, A. H. Bork, J. L.Rupp / J.Mater. Chem A. — 2017. — Vol. 5. — № 24.
2 . Weston L. Multiferroic crossover in perovskite oxides / L. Weston, B. Canter, P. Knight et al./ Phys. Rev. B: Condens. Matter. — 2016. — № 16 (93).
3 . Yeh J. W. Recent progress in high-entropy alloys / J. W. Yeh / Annales de Chimie: Science des Materiaux. — 2006. — № 6 (31).
4 . Wang K. Fabrication of high-entropy perovskite oxide by reactive flash sintering / K. Wang, B. Ma, T. Li et al. / Ceram. Inter. — 2020. — № 11 (46). — P. 18358–18361.
5 . Mazza A. R. Charge doping effects on magnetic properties of single-crystal high- entropy perovskite oxides / A. R. Mazza, E. Skoropata, J. Lapano et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. — 2021. — № 9 (104).
6 . Feng R. First-principles prediction of high-entropy-alloy stability / R. Feng, P. Liaw, M. Gao et al. / Computational Materials. — 2017. — № 1 (3).
7 . Zhao H. J. Improper electric polarization in simple perovskite oxides with two magnetic sublattices / H. Zhao, L. Bellaiche, X. Chen et al./ Nature Communications. — 2017.
8 . Yeh J. W. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes / J Yen, S. Chen, S. Lin et al./ Adv. Eng. Mater. — 2004. — № 5 (6).
9 . Anand G.. Phase stability and distortion in high-entropy oxides / G. Anand, A. Wynn, C. Handley et al/ Acta Materialia. — 2018. (146).
10 .Cantor B. Microstructural development in equiatomic multicomponent alloys / B. Cantor, I. Chang, P. Knight et al./ Mater. Sci. Eng., A. — 2004. — № 1-2 spec. iss. — P. (375–377).
11 .Zheng Y. Electrical and thermal transport behaviours of high-entropy perovskite thermoelectric oxides / Y. Zheng, M. Zou, W. Zhang et al. // J. Adv. Ceram. —
2021. — № 2 (10). — P. 377–384.
12 .Chellali M. R. On the homogeneity of high entropy oxides: An investigation at the atomic scale / M. R. Chellali, A. Sarkar, S, Nandarm et al. // Scripta Mater. — 2019. — Vol. (166). — P. 58–63.
13 . Dąbrowa J. An innovative approach to design SOFC air electrode materials: high entropy La1-xSrx (Co, Cr, Fe, Mn, Ni)O3-δ ( x = 0, 0.1, 0.2, 0.3) perovskites synthesized by the sol–gel method / J. Dąbrowa, A. Olszewska, A. Falkenstein et al. // J. Mater.Chem. — 2020. — № 46 (8). — P. 24455–24468.
14 .Yang W., Zheng G. High energy storage density and efficiency in nanostructured (Bi 0.2Na0.2K 0.2La0.2Sr 0.2)TiO3 high‐entropy ceramics / W.Yang, G. Zheng // J. Am. Ceram. Soc. — 2022. — № 2 (105). — P. 1083–1094.
15 .Du Q.. Phase evolution and dielectric properties of Ba(Ti1/6Sn1/6Zr1/6Hf1/6Nb1/6Ga1/6)O3 high-entropy perovskite ceramics / Q. Du, J. Yan, X. Zhang et al. / J. Mater. Sci.: Mater. Electron. — 2020. — № 10 (31). — P. 7760–7765.
16 .Liu Z. Microstructure and ferroelectric properties of high-entropy perovskite oxides with A-site disorder / Z. Liu, S. Xu, T. Li et al. // Ceram. Inter. — 2021. — № 23 (47). — P. 33039–33046.
17 .Nguyen T. X. Advanced High Entropy Perovskite Oxide Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction / T. X. Nguyen, Y. Liao, C. Lin et al. // Adv. Funct. Mater. — 2021. — № 27 (31). — P. 2101632.
18 .Liang Y. Electronic structure and transport properties of sol-gel-derived high- entropy Ba(Zr0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Nb0.2)O3 thin films / Y. Liang, B. Luo, H. Dong et al. // Ceram. Int. — 2021. — № 14 (47). — P. 20196–20200.
19 .Zhang X. (La0.2Y0.2Nd0.2Gd0.2Sr0.2CrO3: A novel conductive porous high-entropy ceramic synthesized by the sol-gel method / X. Zhang, L. Xue, F. Yang et al. // J. Alloys Compd. — 2021. — P. 158763.
20 .Das R. A comparative magnetic behaviour of conventional and high entropy double perovskites: La2MnCoO6 and (La0.4Y0.4Ca0.4Sr0.4Ba0.4)MnCoO6 / R. Das, S. Bhattacharya, A. Hague et al. // J. Magn. Magn. Mater. — 2021. — (538). —
P. 168267.
21 .Ma J.. High-entropy stoichiometric perovskite oxides based on valence combinations / J. Ma, K. Chen, C. Li et al./ Ceram. Inter. —2021. — № 17 (47). — P. 24348–24352.
22 .Zaitseva O. V. New high-entropy oxide phases with the perovskite structure / S. Gudkova, E. Trofimov et al./ IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. — 2021. — № 1 (1014).
23 .Banerjee R. High-Entropy Perovskites: An Emergent Class of Oxide
Thermoelectrics with Ultralow Thermal Conductivity / R. Banerjee, S. Chatterjee, M. Ranjan et al. / ACS Sustainable Chemistry & Engineering. — 2020. — № 46 (8). — P. 17022–17032.
24 .Yan J. A high-entropy perovskite titanate lithium-ion battery anode / J. Yan, D. Wang, X. Zhang / J. Mater. Sci. — 2020. — № 16 (55). — P. 6942–6951.
25 .Zhu J. Perovskite oxides: Preparation, characterizations, and applications in heterogeneous catalysis / J. Zhu, H. Li, L. Zhong et al. / ACS Catalysis. — 2014. — № 9 (4).
26 .Vinnik D. High Entropy Oxide Phases with Perovskite Structure / D. Vinnik, E. Trofimov, V. Zhivulin et al/ Nanomaterials. — 2020. — № 2 (10). — P. 268.
27 .Zhou S. [et al.]. Microstructure and dielectric properties of high entropy Ba(Zr0.2Ti0.2Sn0.2Hf0.2Me0.2)O3 perovskite oxides / S. Zhou, Y. Pu, Q. Zhang/ Ceram. Inter. — 2020. — № 6 (46). — P. 7430–7437.
28 .Pu Y. Dielectric properties and electrocaloric effect of high-entropy (Na 0.2 Bi 0.2 Ba 0.2 Sr 0.2 Ca 0.2 )TiO 3 ceramic / Y. Pu, Q. Zhang, R. Li et al./ Applied Physics Letters. — 2019. — № 22 (115). — P. 223901.
29 .Jiang S. A new class of high-entropy perovskite oxides / T. Hu, J. Gild et al / Scripta Mater. — 2018 —. P. 116–120.
30 .Liang Y. Electronic structure and transport properties of sol-gel-derived high- entropy Ba(Zr0.2Sn0.2Ti0.2Hf0.2Nb0.2)O3 thin films / Y. Liang, B. Luo, H. Dong et al. / Ceram. Inter. — 2021. — № 14 (47). — P. 20196–20200.
31 . Bednorz J. G., Müller K. A. Perovskite‐Type Oxides—the New Approach to
High‐Tc Superconductivity. Nobel Lecture / J. G. Bednorz, K. Müller / Angewandte Chemie International Edition in English. 1988. — Vol. 27. № 5.
32 .Cohen R. E. Origin of ferroelectricity in perovskite oxides / R. E. Cohen / Nature. — 1992. — № 6382 (358).
33 .Gao M. P. Computational modeling of high-entropy alloys: Structures, thermodynamics and elasticity / M. Gao, P. Gao, J. Hawk / J. Mater. Research. — 2017. —Vol. 32. — № 19.
34 .Berardan D.. Controlled Jahn-Teller distortion in (MgCoNiCuZn)O-based high entropy oxides / D. Berardan, A. Meena, S. Franger et al. / J. Alloys Compd. — 2017.

🛒 Оформить заказ

Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

©2026 Cервис помощи студентам в выполнении работ