Nitrogen diffusion in nitrogen-doped yttria stabilised zirconia

文献情報

出版日 2004-04-26
DOI 10.1039/B315123A
インパクトファクター 3.676
著者

Martin Kilo, Marcela A. Taylor, Christos Argirusis, Günter Borchardt, Martin Lerch, Odile Kaïtasov, Bernard Lesage


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要旨

Nitrogen self-diffusion was measured in single crystalline nitrogen-doped yttria-stabilised zirconia (YZrON) containing 10 mol% yttrium oxide. Samples containing two different nitrogen contents (5 and 6 mol% N on the anion sublattice) were investigated as a function of temperature (650–1000 K) using implanted 15N as a stable tracer. For a given temperature, the nitrogen diffusivity was nearly independent of the nitrogen content in the nitrogen-doped yttria-stabilised zirconia, which can be only partially understood using defect chemistry. The activation enthalpy of nitrogen diffusion was between 2 and 2.5 eV with a preexponential factor of the order of 100 cm2 sāˆ’1, which corresponds to a migration entropy of 5 kB. The surface exchange reaction between nitrogen and the oxonitride surface was investigated at 1073 K using 200 mbar gaseous 15N2 and was found to be slow but considerable. Decreasing the oxygen content in the gas phase can enhance the nitrogen incorporation into the oxonitrides.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
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年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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