Li2O-Al2O3-TiO2-P2O5玻璃陶瓷和薄膜的制備與性能.pdf

1、無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)由于具有特殊的性能和潛在的應(yīng)用前景，近年來引起廣大研究者的關(guān)注，研發(fā)室溫高離子導(dǎo)電性無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)是其重要發(fā)展方向。本論文對(duì)NASICON型以LiTi2(PO4)3為基的玻璃陶瓷及其薄膜電解質(zhì)的制備與性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要研究結(jié)論和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.Li2O-Al2O3-TiO2-P2O5(LATP)玻璃室溫電導(dǎo)率極低，經(jīng)熱處理后形成玻璃陶瓷，其電導(dǎo)率顯著增加；在1000℃晶化獲得的玻璃陶瓷，室溫離子電導(dǎo)率

2、達(dá)到8.6×10-4S·cm-1。
　　 2.引入SiO2能有效提高玻璃形成能力，其△T(Ti-Tg)值和Hruby玻璃形成能力指數(shù)值分別由29.9℃和0.04提高到61.8℃和0.14。但同時(shí)導(dǎo)致玻璃晶化時(shí)產(chǎn)生多種雜質(zhì)相，由于阻塞效應(yīng)導(dǎo)致離子電導(dǎo)率降低，所得玻璃陶瓷的最高離子電導(dǎo)率僅為4.1×10-4S·cm-1。
　　 3.適量引入B2O3可改善玻璃形成能力，晶化方式從一維生長(zhǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎S生長(zhǎng)模式，析晶活化能降低，

3、晶化指數(shù)升高。B2O3的引入促進(jìn)主晶相LiTi2(PO4)3的析晶，抑制雜質(zhì)相生長(zhǎng)，可明顯提高導(dǎo)電性能，當(dāng)晶化溫度為900℃時(shí)室溫電導(dǎo)率高達(dá)1.3×10-3S·cm-1。晶化溫度高于1000℃時(shí)AlPO4和TiO2含量增加，阻塞效應(yīng)與空間電荷效應(yīng)共同作用使得其Arrhenius曲線圖呈現(xiàn)非線性變化。
　　 4.在LATP玻璃中摻入少量La2O3可提高其玻璃形成能力，但促進(jìn)了玻璃中AlPO4和TiO2及未知相的析晶，導(dǎo)致離子電導(dǎo)率

4、下降，最佳晶化溫度900℃時(shí)離子電導(dǎo)率為5.85×10-4S·cm-1。
　　 5.采用離子電導(dǎo)率為6.6×10-5S·cm-1的Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3陶瓷靶材，用射頻濺射法制備了LATP非晶態(tài)薄膜，濺射功率為100W，氧分壓為20％時(shí)，隨著基片溫度升高薄膜更加致密，電導(dǎo)率從0.34×10-5S·cm-1增加到2.46×10-5S·cm-1?；瑴囟雀哂?00℃時(shí)，薄膜與ITO玻璃基板發(fā)生反應(yīng)，使得導(dǎo)電性能變