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问题:

简述快离子导体的结构特征,及增强材料离子导电性的手段。

答案:

①快离子导体的晶格组成
由不运动的骨架离子构成的刚性晶格,为迁移离子的运动提供通道;由迁移离子构成的亚晶格。
②离子迁移变成快离子导体条件
1.固体结构中存在大量的晶格缺陷
2.亚晶格结构的存在
迁移离子附近存在可能被占据的空位
空位数目>>迁移离子数目
迁移离子具有在空位上统计分布的结构
这种快离子导体的特征使离子的移动非常容易;
3.固体有层状或网状结构,应存在提供离子迁移所需的通道。即离子迁移所需克服的势垒高度应相当小。
4.在单晶或多晶体中,离子迁移时有它的特殊通道。
③离子传导的通道类型
一维传导——晶体结构中的传输通道都是同一指向的,这种传导特征都出现在具有链状结构的化合物中
二维传导——离子在晶体结构中的某一个面上迁移,这种传导特征都出现在层状结构的化合物中
三维传导——在某些骨架结构的化合物中,离子可以在三维方向上迁移,因而传导性能基本上是各向同性的
非晶态离子导体结构网络内,无明确而特定的离子传输通道,所以传输性能是各向同性
增强导电性手段:
增加缺陷如Frenkel缺陷,Schottky缺陷,增加通道,导电离子采用离子半径较小,原子价低的离子