Dependence of electrolytic properties of CaYb₂S₄ phases on the over-stoichiometric content of binary sulfides

Abstract

The CaYb₂S₄ phases with the over-stoichiometric content of CaS and Yb₂S₃ have been studied. The range of solid solutions, the temperature electrolytic interval, the average ion, cationic, anionic and electronic transfer numbers have been determined. The density values obtained by bottle method and by radiography are compared. The data obtained allow to consider the CaS solid solutions in calcium sulfoytterbiate as mixed ion conductors with a substantial contribution from electronic conductivity, while the phases with the over-stoichiometric Yb₂S₃ content, as sulfide-ionic solid electrolytes with the vacancy defect formation mechanism.

Досліджені фази на основі CaYb₂S₄ з надстехіометричним вмістом CaS та Yb₂S₃. Визначено область твердих розчинів, температурний електролітичний інтервал, середні іонні, катіонні, аніонні та електронні числа переносу. Порівняно пікнометричну та рентгенографічну густину. Одержані дані дозволяють вважати тверді розчини CaS у тіоіттербіаті кальцію змішаними іонними провідниками з вагомим вкладом електронноі провідності, а фази з надстехіометричним вмістом Yb₂S₃ - сульфід-іонними твердими електролітами з вакансійним механізмом дефектоутворення.

Исследованы фазы на основе CaYb₂S₄ со сверхстехиометрическим содержанием CaS и Yb₂S₃. Определена область твердых растворов, температурный электролитический интервал, средние ионные, катионные, анионные и электронные числа переноса. Сопоставлены пикнометрическая и рентгенографическая плотности. Полученные данные позволяют считать твердые растворы CaS в тиоиттербиате кальция смешанными ионными проводниками с существенным вкладом электронной проводимости, а фазы со сверхстехиометрическим содержанием Yb₂S₃ сульфид-ионными твердыми электролитами с вакансионным механизмом дефектообразования.