Li2O-Al2O3-TiO2-P2O5玻璃陶瓷和薄膜的制備與性能.pdf

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

2、達到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。但同時導致玻璃晶化時產(chǎn)生多種雜質(zhì)相，由于阻塞效應導致離子電導率降低，所得玻璃陶瓷的最高離子電導率僅為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模式轉(zhuǎn)變?yōu)槎S生長模式，析晶活化能降低，

3、晶化指數(shù)升高。B2O3的引入促進主晶相LiTi2(PO4)3的析晶，抑制雜質(zhì)相生長，可明顯提高導電性能，當晶化溫度為900℃時室溫電導率高達1.3×10-3S·cm-1。晶化溫度高于1000℃時AlPO4和TiO2含量增加，阻塞效應與空間電荷效應共同作用使得其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，但促進了玻璃中AlPO4和TiO2及未知相的析晶，導致離子電導率

4、下降，最佳晶化溫度900℃時離子電導率為5.85×10-4S·cm-1。
　　 5.采用離子電導率為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，隨著基片溫度升高薄膜更加致密，電導率從0.34×10-5S·cm-1增加到2.46×10-5S·cm-1?；瑴囟雀哂?00℃時，薄膜與ITO玻璃基板發(fā)生反應，使得導電性能變