Registration Number
0826U003151, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
03-09-2026
popup.evolution
.
Title
The impact of structural disordering on the ion-transport and nanomechanical properties of lithium-free superionic materials for solid-state energy devices
Author
Anatoliy A. Slyvka,
popup.head Vitalii S. Bilanych
popup.opponent Oleksandr V. Gomonnai
popup.opponent Oleksandr V. Kovalchuk
popup.review Mykhaylo M. Pop
popup.review Yaroslav I. Studenyak
popup.rada
Uzhhorod National University State Higher Educational Institution
Description
Дисертація присвячена дослідженню фізичних закономірностей впливу структурного розупорядкування на процеси перенесення та релаксації заряду, а також на наномеханічні властивості безлітієвих суперіонних матеріалів зі структурою аргіродиту. Об'єктами дослідження були кераміки Ag7-x(Ge1-xPx)S5I, монокристали Cu6PS5I та Cu6PS5Br, а також твердотільні електрохімічні гетероструктури Ag|Ag7-x(Ge1-xPx)S5I|Se.
Проведено комплексні дослідження електрохімічних, іонно-транспортних та наномеханічних властивостей матеріалів з використанням методів гальваностатичних та потенціостатичних вимірювань, циклічної вольтамперометрії, електронної мікроскопії, енергодисперсійного рентгенівського мікроаналізу та наноіндентування.
Вперше виготовлено та досліджено твердотільні електрохімічні комірки Ag|Ag7-x(Ge1-xPx)S5I|Se, в яких вивчені процеси накопичення, перенесення та релаксації заряду. Встановлено, що часові залежності струму при зарядці та розрядці комірок адекватно описуються двохекспоненціальною моделлю, що відображає одночасний перебіг швидких міжфазних та повільних об'ємно-дифузійних процесів. Визначено характерні часи релаксації та енергії активації, показано їхню залежність від хімічного складу, температури та ступеня структурного розпорядження суперіонного електроліту.
Досліджено температурно-залежні вольт-амперні характеристики гетероструктур та встановлено, що нелінійність, гістерезис та струмові максимуми обумовлені спільним впливом іонного перенесення Ag+, міжфазної поляризації та утворення провідної області Ag2Se на межі розділу електроліт–селен. Показано, що підвищення температури приводить до прискорення релаксаційних процесів та зміни вкладу міжфазних та об'ємних механізмів перенесення заряду.
Методом наноіндентування досліджено механічні властивості монокристалів Cu6PS5I, Cu6PS5Br та керамік Ag7-x(Ge1-xPx)S5I. Встановлено закономірності зміни нанотвердості, модуля Юнга та параметрів розмірного ефекту індентування залежно від складу та ступеня структурного розупорядкування. Показано, що збільшення вмісту германію в кераміках
Ag7-x(Ge1-xPx)S5I супроводжується зниженням нанотвердості та модуля Юнга внаслідок зростання структурного розупорядкування та зміни локальних механізмів пружнопластичної деформації. Виявлено кореляцію між іонно-транспортними та наномеханічними характеристиками досліджених матеріалів.
Отримані результати розвивають сучасні уявлення про фізичні механізми перенесення та релаксації заряду в срібловмісних суперіонних матеріалах зі структурою аргіродиту та створюють наукову основу для розробки нових безлітієвих твердоелектролітних систем накопичення та зберігання енергії.
Registration Date
2026-07-07
popup.nrat_date
2026-07-07 / 2026-09-08
