Published October 2001 | Version v1
Journal article

High-temperature X-ray and neutron diffraction studies of lithium metazirconate

  • 1. UrO RAN, Inst. Vysokotemperaturnoj Ehlektrokhimii, Ekaterinburg (Russian Federation)
  • 2. UrO RAN, Inst. Khimii Tverdogo Tela, Ekaterinburg (Russian Federation)

Description

The structure of the solid lithium-conducting electrolyte Li2ZrO3 was studied using X-ray and neutron diffraction in the range of 25 - 550 Deg C in detail. Anisotropic expansion of the lattice resulting from the changing interatomic distances in the Li2ZrO3 monoclinic structure was shown to be at rising temperature. The local oxygen surrounding about the Li(1) atom, to a lesser degree - about the Li(2) and Zr atoms suffers maximum distortion. This process is followed by the significant change in filling of the Li(1) and Li(2) positions. Anisotropy of the thermal coefficients of expansion is accompanied by the sudden change in the electric properties: jump increasing electric conductivity and decreasing activation energy (from 98.4 to 13.8 kJ/mol) are observed at 430 Deg C, connecting apparently with changing electro transport mechanism. Such changing properties may be viewed as a secondary phase transformation

Abstract (Russian)

С использованием методов рентгено- и нейтронографии в интервале температур 25 - 550 град С подробно изучена структура твердого литийпроводящего электролита Li2ZrO3. Показано, что при повышении температуры происходит анизотропное расширение решетки, обусловленное изменением межатомных расстояний в моноклинной структуре Li2ZrO3. Наибольшее искажение претерпевает локальное кислородное окружение вокруг атома Li(1), в меньшей степени - вокруг Li(2) и Zr. Этот процесс сопровождается существенным изменением заселенности позиций Li(1) и Li(2). Анизотропия термических коэффициентов расширения сопровождается резким изменением электрических свойств: при 430 град С наблюдаются скачкообразное увеличение электропроводности и снижение энергии активации (от 98.4 до 13.8 кДж/моль), что связано, по-видимому, со сменой механизма электропереноса. Такое изменение свойств можно трактовать как фазовый переход II рода

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Высокотемпературные рентгено- и нейтронографические исследования метацирконата лития

Publishing Information

Journal Title
Zhurnal Neorganicheskoj Khimii
Journal Volume
46
Journal Issue
10
Journal Page Range
p. 1716-1723
ISSN
0044-457X
CODEN
ZNOKAQ

Optional Information

Notes
6 refs., 7 figs., 5 tabs.