STRUCTURE AND OPTICAL PROPERTIES OF SOLID SOLUTIONS OF THE ZrO2–Sc2O3 SYSTEM OBTAINED BY CO-PRECIPITATION

Vladislav P. Danilov – postgraduate student of the Department of Chemistry and Technology of Crystals, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Ekaterina S. Borisova – graduate student of the Department of Chemistry and Technology of Crystals, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Vladislav E. Shukshin – PhD, senior researcher, Laboratory of Crystal and Glass Spectroscopy, Prokhorov Institute of General Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Kristina I. Runina – PhD in Chemistry, junior researcher of the Laboratory of Functional Materials and Structure for Photonics and Electronics of the Department of Chemistry and Technology of Crystals, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Pavel V. Strekalov – junior researcher, postgraduate student of Department of Chemistry and Technology of Crystals, D. I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Maria N. Mayakova – PhD in Chemistry. Sci., researcher assistant Laboratory of Crystal and Glass Spectroscopy, Prokhorov Institute of General Physics, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Olga B. Petrova – Dr., Professor, Professor of the Department of Chemistry and Technology of Crystals, Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia

1. ENERDATA / Общее потребление электроэнергии. Данные о мировой энергетике и климате – ежегодник 2023 г. URL: https://energystats.enerdata.net/total-energy/world-consumption-statistics.html. (дата обращения: 10.04.24).
2. University of Cambridge / Fuel Cells. DoITPoMS. 2006. P. 8 URL: https://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/fuel-cells/printall.php (дата обращения: 10.05.24).
3. Десятов А. В., Курбатов Ю. А., Аверина А. М. и др. Твердооксидные топливные элементы: энергия будущего // Журнал «Химическая промышленность сегодня». 2019. № 3. С. 20 – 24.
4. Choudhury A., Chandra H., Arora A. Application of solid oxide fuel cell technology for power generation – A review // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013. V. 20. P. 430 – 442. URL: https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.031 (дата обращения: 11.05.24).
5. Singh M., Zappa D., Comini E. Solid oxide fuel cell: Decade of progress, future perspectives and challenges // International Journal of Hydrogen Energy. 2021. V. 46, No. 54. P. 27643 – 27674. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2021.06.020 (дата обращения: 11.05.24).
6. Федоров П. П., Яроцкая Е. Г. Диоксид циркония. Обзор // Конденсированные среды и межфазные границы. 2021. Т. 23, № 2. С. 169 – 187. URL: https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3427 (дата обращения: 14.05.2024).
7. Заводинский В. Г. О механизме ионной проводимости в стабилизированном кубическом диоксиде циркония // Физика твердого тела. 2004. Т. 46, Вып. 3. С. 441 – 445.
8. Ахунова Д. Р., Попова Н. А., Лукин Е. С. и др. Композиционная керамика на основе диоксида циркония для твердотопливных элементов // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. XXXVI, № 3. C. 13 – 15.
9. Ahamer C., Opitz A. K., Rupp G. M., et al. Revisiting the temperature dependent ionic conductivity of yttria stabilized zirconia (YSZ) // Journal of The Electrochemical Society. 2017. V. 164, No. 7. P. F790 – F803. URL: https://doi.org/10.1149/2.0641707jes (дата обращения: 14.05.24).
10. Spiridonov F. M., Popova L. N., Popil’skii R. Ya. On the phase relations and the electrical conductivity in the system ZrO2–Sc2O3 // Journal of solid state chemistry. 1970. V. 2, No. 3. P. 430 – 438. URL: https://doi.org/10.1016/0022-4596(70)90102-7 (дата обращения: 14.05.24).
11.Thornber M. R., Bevan D. J. M., Summerille E. Mixed oxides of the type MO2 (Fluorite)-M2O3. V. Phase studies in the systems ZrO2-M2O3 (M = Sc, Yb, Er, Dy) // Journal of solid state chemistry. 1970. V. 1, No. 3–4. P. 545 – 553. URL: https://doi.org/10.1016/0022-4596(70)90140-4 (дата обращения: 15.05.24).
12.Федоров П. П., Чернова Е. В. Фазовые диаграммы систем диоксида циркония с оксидами иттрия и скандия // Конденсированные среды и межфазные границы. 2023. Т. 25, № 2. С. 257 – 267 URL: https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11106 (дата обращения: 18.05.24).
13. Ruh R., Garrett H. J., Domagala R. F., et al. The system Zirconia–Scandia // Journal of The American Ceramic Society. 1977. V. 60, No. 9–10. P. 399 – 403. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1977.tb15521.x (дата обращения: 18.05.24).
14.Sheu T.-S., Xu J., Tien T.-Y. Phase relationships in the ZrO2–Sc2O3 and ZrO2–In2O3 systems // Journal of the American Ceramic Society. 1993. V. 76, No. 8. P. 2027 – 2032. URL: https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb08328.x (дата обращения: 18.05.24).
15.Yashima M., Kakihana M., Yoshimura M. Metastable-stable phase diagrams in the zirconia-containing systems utilized in solid-oxide fuel cell application // Solid State Ionics. 1996. V. 86. P. 1131 – 1149 URL: https://doi.org/10.1016/0167-2738(96)00386-4 (дата обращения: 19.05.24).
16.Li Y., Han Q., Yao Y., et al. Comparative study of yttria-stabilized zirconia synthesis by co-precipitation and solvothermal methods // Journal of Alloys and Compounds. 2019. V. 71. P. 3806 – 3813. URL: https://doi.org/10.1007/s11837-019-03760-w (дата обращения: 19.05.24).
17. Agarkova D. A., Borik M. A., Bublik V. T., et al. Structure and transport properties of melt grown Sc2O3 and CeO2 doped ZrO2 crystals // Journal of Solid State Ionics. 2018. V. 322. P. 24 – 26. URL:https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.04.024 (дата обращения: 19.05.24).
18. Борик М. А., Волкова Т. В., Ломонова Е. Е. и др. Cпектроскопия оптических центров ионов Eu в кристаллах частично стабилизированного и стабилизированного диоксида циркония // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 122, № 4. С. 599 – 606. URL: https://doi.org/10.7868/S0030403417040080 (дата обращения: 19.05.24).
19. Данилов В. П., Стрекалов П. В., Маякова М. Н. и др. Синтез и исследования фазового состава поликристаллических порошков в системе ZrO2–Sc2O3 // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 36, № 4(253). С. 22 – 25.
20. Борик М. А., Бублик В. Т., Вилкова М. Ю. и др. Структура, фазовый состав и механические свойства кристаллов ZrO2, частично стабилизированных Y2О3 // Материалы Электронной Техники. 2014. № 1(65). С. 58 – 64.
21. Барбашов В. И., Несова Е. В. Влияние фазового состава на электропроводность керамики ScSZr // Физика и техника высоких давлений. 2017. Т. 27, № 4. С. 94 – 100.
22. Соболь А. А. Высокотемпературная спектроскопия комбинационного рассеяния света твердых и расплавленных диэлектриков: дис. … д-ра физ.-мат. наук / Ин-т общ. физики им. А. М. Прохорова РАН. М., 2012. 39 с.
23. Ломонова Е. Е., Агарков Д. А., Борик М. А. и др. Твердые электролиты ZrO2–Sc2O3, легированные оксидами Yb2O3 или Y2O3 // Электрохимия. 2020. Т. 56, № 2. С. 127 – 132. URL: https://doi.org/10.31857/S0424857020020085 (дата обращения: 23.05.24).
24. Huang H., Hsieh C.-H., Kim N., et al. Structure, local environment, and ionic conduction in scandia stabilized zirconia // Solid State Ionics.2008. V. 179, No. 27 – 32. P. 1442 – 1445. URL: https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.02.061 (дата обращения: 23.05.24).
25. Вильегас-Брито Х. К., Гапоненко Н. В., Сукалин К. С. и др. Люминесценция ионов Еu3+ в пленках алюмоиттриевых композитов на подложках из кварцевого стекла // Журнал Прикладной Спектроскопии. 2017. Т. 84, № 4. C. 655 – 659.
26. Agarkov D. A., Borik M. A., Volkova T. V., et al. Phase composition and local structure of scandia and yttria stabilized zirconia solid solution // Journal of Luminescence. 2020. V. 222. P. 117170. URL: https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2020.117170 (дата обращения: 23.05.24).
27. Севостьянова Т. С., Хомяков А. В., Маякова М. Н. и др. Люминесцентные свойства твердых растворов в системе PbF2–EuF3 и свинцовых фтороборатных стеклокристаллических материалов, активированных ионами Eu3+ // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 123, № 5. С. 734 – 744. URL: https://doi.org/10.7868/S0030403417110198 (дата обращения: 23.05.24).