固溶体とクレーガービンクの表記法について解説

この記事では、固溶体をクレーガービンクの表記法で表すことについて解説します。

クレーガービンクの表記法がよくわからないという方は、以下の記事を一度見てみて下さい。

例①：ZrO₂にCaOを添加したとき

まず、ZrO₂にCaOを添加したときを考えてみます。

この時、Zr⁴⁺と2O^2-がCa²⁺とO^2-になったと考えられるので、クレーガービンクの表記法で書くと以下のようになります。

\(\Large{CaO→Ca_{Zr}^{”} + O_{O}^{X} + V_{O}^{••​}}\)

例２：ZrO₂にY₂O₃を添加したとき

次に、ZrO₂にY₂O₃を添加したときを考えてみます。

上と同様に、2Zr⁴⁺と4O^2-が2Y³⁺と3O^2-になったと考えられるので、クレーガービンクの表記法で書くと以下のようになります。

\(\Large{Y_{2}O_{3}→2Y_{Zr}^{‘} + 3O_{O}^{X} + V_{O}^{••​}}\)

なお、金属イオンの数を合わせるためにZrO₂ではなく2×(ZrO₂)として考えます。

酸化物イオン電導性が発現する理由

固溶体によっては、酸化物イオン電導性が発現することがあります。

その理由ですが、酸素欠陥により、酸素空孔が形成されるためです。

実際、例①と例②の両方で酸素欠陥が出来ていますよね。