Минимум на кривой при 20% Ag4RbJ5 в смеси объясняется возникновением связной матрицы по частицам AgRbJs, Отсутствие второго минимума сопротивления на кривой при образовании (разрыве) связной матрицы по частицам Sn02 связано, вероятно, с высокой ионной проводимостью соли, намного превышающей проводимость поверхностной фазы. С ростом доли А5 в смеси сопротивление системы уменьшается благодаря высокой проводимости Ag4RbJs,

В исследованных гетерогенных системах C/xAgCl + (1-x) Sn02/C и C/xAgiRbJ5 + (1-х) Ог/С, наблюдается экспоненциальная зависимость сопротивления от температуры. Сопротивление исследованных образцов в диапазоне частот от 5 Гц до 1 кГц практически не зависит от частоты, а на более высоких частотах - заметно уменьшается с ростом частоты прикладываемого к образцам переменного напряжения, что можно объяснить вкладом поверхностной «высокопроводящей» фазы в общую проводимость системы.

В четвёртой главе описываются экспериментально полученные кривые зависимостей ёмкости от концентрации компонентов, от температуры исследуемых образцов и от частоты приложенного к ним переменного напряжения для систем C/Sn02-AgCI/C и C/Sn02-Ag4RbJ5/C.

Показано, что ёмкость падает с ростом частоты. Приводится описание экспериментально полученных зависимостей ёмкости от толщины образцов C/0,7Ag4RbJ5 + 0,3SnO2/C.

Для гетерогенной системы SnOz - AgCI кривые зависимостей ёмкости от концентрации компонентов на частоте 5 Гц имеют два максимума: при 40% AgCI и при 80% AgCI в смеси (рис.5). Эти максимумы, вероятно, соответствуют образованию связных матриц по обеим фазам, слагающим систему; при этом площадь границы раздела фаз оказывается максимальной, что и вызывает рост ёмкости системы при данных концентрациях AgCI в смеси.

Для гетерогенной системы Sn02 - Ag4RbJ5 кривые зависимостей ёмкости от концентрации компонентов имеют один максимум при 70% - 80%

Ag4RbJ5 в смеси, причём величина этого максимума на частоте 5 Гц достигает 9*10-4 Ф/см3 (Рис.6).

Ёмкость образцов C/xAgCI + (l-xJSnO. /C и C/xAg4RbJ5 + (1-x) SnO/C (рис.7) так же, как и сопротивление, экспоненциально зависит от температуры. Ёмкость исследованных образцов уменьшается с ростом частоты прикладываемого к образцам переменного напряжения по степенному закону (рис.8): С - f *, где к = 0,63 - 1,42, что свидетельствует о наличии явления постоянного угла сдвига фаз. ёмкость образцов C/0,7Ag4RbJ5 + 0,3SnO2/C линейно возрастает с увеличением толщины на частоте 5 Гц и линейно убывает с ростом толщины образцов на частоте 100 кГц, так как на высоких частотах вклад межкристаллитной гетерофазной границы ионного и электронного проводников в ёмкость образца ничтожно мал, и ёмкость образца определяется его геометрической ёмкостью.

На частоте 100 кГц ёмкость ячеек C/0,7Ag4RbJ5 + 0,3SnO2/C при температуре +30С уменьшается с ростом толщины образца от 0,25 мм до 1,6 мм приблизительно в 1,7 раза.

Для ячеек C/0,7Ag4RbJ5 + О. ЗБпО^С при температуре +30С на частоте 5 Гц с ростом толщины образца от 0,25 мм до 0,8 мм ёмкость ячейки увеличивается приблизительно в 1,5 раза, а далее, до толщины 1,6 мм, практически остаётся постоянной.

В пятой главе проводится сравнительный анализ экспериментально полученных зависимостей сопротивления и ёмкости изученных структур с теоретически рассчитанными, согласно вариантам модели эффективной среды [1; 2] и перколяционной модели [3]. Вычисления проводились по формулам модели эффективной среды как с учётом влияния координационного числа частиц z на проводимость системы [1]:

о = А, + ((Q2 + Р2) 1'2 + Р) 1'2 = А, + Q/((Q2 + Р2) 1/2 - Р) 1'2; С = А2 + (1/co) *((Q2 + Р2) 1'2 - Р) 1/2 = А2 + Q/(co*((Q2 + Р2) 1'2 + Р) 1'2), где: Р = А4 + (А,2 - vt*/K22) l2; Q = ш*(А3 + A/A2);

А,' = (m*a, + n*o2) /(z - 2); А2 = (т*С, + n*C2) /(z - 2); А3 = (С/о, + C2*o,) /(z - 2); А4 = (о/о2 - uFC; C2) l(z - 2), где: т = z*8/2 - 1; n = z*(1 - 8) /2 - 1

(Здесь 8 и (1 - 5) - объёмные доли фаз); так и без учёта z [2]: N = [((3*6, - 1) + (3*82 - 1) *v) /4] + { [((3*8, - 1) + (3*82 - 1) *v) 2] /16 + v/2}1/2 (Здесь: N = а/а,; v = a2lav где а: и а2 - проводимости фаз 1 и 2, а о - эффективная проводимость смеси; 8, и 82 - объёмные концент рации фаз 1 и 2); а также по перколяционной модели [3]: N = v/(1 - 5*6,), если 8,<ЬС, N = 1,6*(81 - 8о) 16, если 5с <= 8, <= 0,5. Проводились также расчёты проводимости исследованных гетеро структур по уравнению модели, учитывающей образование межфазного слоя с проводимостью с1г [4]:

б^о-о,) /((z/2-1) о+ал) + (1 - 6) *<a-a2}/((z/2-1) а+а2) + + 25(1-S) (o-o12) /{(z/2-1) o+o12) = 0 Результаты расчётов сопротивления гетероструктуры Ag/xAgCI+ +(1-x) SnO. /Ag по уравнению из работы [4] представлены на рисунке 4. Для сравнения на этом же рисунке помещена экспериментальная кривая, соответствующая приведённой расчётной кривой. Как видно из этого рисунка, расчётная кривая почти повторяет экспериментальную во всём диапазоне концентраций AgCI в смеси от 0 до 1, что позволяет проводить вычисления сопротивления данной гетеросистемы по уравнению из работы [4] во всём интервале концентраций.

Для системы Sn02-AgCI в интервале концентраций х AgCI от 0,0 до 0,1 и от 0,9 до 1,0 экспериментальная кривая зависимости сопротивления смеси от концентрации лежит близко к перколяционной кривой. Это даёт возможность рассчитывать сопротивление данной системы в указанном интервале по формулам перколяционной теории.

Для системы Sn02-Ag4RbJ5 в интервале концентраций х Ag4RbJ5 от 0,7 до 1,0 экспериментальная кривая зависимости сопротивления смеси от концентрации практически совпадает с кривыми, вычисленными по модели эффективной среды как с учётом влияния координационного числа частиц z в смеси, зависящего от соотношения размеров зёрен компонентов и толщины поверхностного слоя, так и без такого учёта, что позволяет проводить вычисления сопротивления этой системы в указанном интервале концентраций х Ag4RbJ5 по этим моделям.

Для систем Sn02-AgCI и Sn02-Ag4RbJ5 экспериментальная кривая зависимости ёмкости от концентрации х соли в интервале от 0,0 до 0,1 близка к кривым, вычисленным по формулам модели эффективной среды, учитывающим влияние координационного числа частиц z в смеси, что позволяет пользоваться этими формулами для вычисления ёмкости данной системы в указанном интервале концентраций соли.

Проводится обсуждение экспериментально полученных температурных зависимостей сопротивления исследованных образцов, даётся описание рассчитанных кривых зависимостей энергии активации проводимости от концентрации компонентов в системах SnOz-AgCI и Sn02-Ag4RbJ5.

В шестой главе обсуждаются возможные пути практического применения исследованных систем и полученных в результате этого исследования зависимостей сопротивления и ёмкости от концентрации компонентов в смеси, от температуры и частоты приложенного к образцам переменного напряжения.

Гетерогенные смеси SnOz-AgCI и Sn02-Ag4RbJ5 с наименьшим сопротивлением могут быть использованы для изготовления распределённых электродов, обеспечивающих контакт между фазами с ионной и электронной проводимостью в газовых датчиках.