Применение радиального магнитно-импульсного сжатия проводящих оболочек для формирования компонентов электрохимических устройств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.13, кандидат технических наук Никонов, Алексей Викторович

• Никонов, Алексей Викторович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Никонов, Алексей Викторович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Особенности радиального магнитно-импульсного прессования порошков для получения цилиндрических изделий в сравнении с другими методами.

1.1 Методы прессования цилиндрических изделий из порошков.

1.2 Отличительные особенности поведения нанопорошков при импульсном прессовании.

1.3 Основные схемы и особенности радиального магнитно-импульсного прессования.

1.3.1 Схема прессования в Z-пинче.

1.3.2 Схема прессования в О-пинче.

1.3.3 Давление прессования в магнитно-импульсном методе.

1.3.4 Проблема извлечения порошковой заготовки из металлической оболочки

1.3.5 Изделия в металлической оболочке.

1.4 Подготовка нанопорошков к импульсному прессованию (дегазация).

1.5 Возможности численного моделирования импульсного радиального сжатия порошков.

1.6 Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. Получение тонкостенных труб из электролитических керамик 9.8YSZ и 20GDC с использованием радиального магнитно-импульсного прессования нанопорошков.

2.1 Характеристики нанопорошков на основе YSZ и GDC.

2.2 Установка радиального магнитно-импульсного прессования.

2.2.1 Пульт управления.

2.2.2 Схема заряда конденсаторной батареи.

2.2.3 Сильноточный контур.

2.2.4 Узел нагрузки.

2.2.5 Источник питания схемы запуска.

2.2.6 Схема запуска.

2.3 Методика подготовки пресс-формы и извлечения спрессованной заготовки

2.3.1 Конструкция пресс-формы.

2.3.2 Укладка нанопорошка.

2.3.3 Дегазация пресс-формы.

2.3.4 Характеристика процесса прессования.

2.3.5 Извлечение спрессованной заготовки.

2.4 Выбор режимов прессования тонкостенных трубчатых заготовок.

2.5 Термическое спекание заготовок.

2.6 Характеристики спрессованных и спеченных заготовок.

2.6.1 Геометрические размеры и плотности.

2.6.2 Сравнение экспериментальных результатов с численным моделированием.

2.6.3 Особенности микроструктуры.

2.7 Функциональные характеристики полученных трубчатых заготовок из электролитических керамик на основе 9,8У81 и 206РС.

2.7.1 Температурные зависимости электропроводности.

2.7.2 Результаты испытания трубчатого электролита Э.вУЭг в режиме топливного элемента.

2.8 Выводы к главе.

ГЛАВА 3. Модификация электродов Ы-ионных батарей с применением магнитно-импульсного прессования.

3.1 Подготовка и характеристика исходных материалов.

3.1.1 Характеристика порошков ЫМпгС^ и и4Т15012.

3.1.2 Методика подготовки исследуемых электродов.

3.2 Прессуемость порошков и электродных порошковых слоев.

3.2.1 Методика обработки импульсным давлением.

3.2.2 Прессуемость порошков ЫМп204 и и4Т15012 и электродных слоев.

3.3 Изменение структуры электродных слоев под действием импульсного давления и температуры.

3.4 Влияние обработки импульсным давлением и температурой на адгезию электродных материалов с металлическим коллектором.

3.5 Влияние обработки давлением и температурой на электрические характеристики электродов.

3.5.1 Сборка и подготовка к тестированию плоских ячеек.

3.5.2 Результаты тестирования плоских ячеек.

3.6 Влияние обработки радиальным магнитно-импульсным прессованием на характеристики цилиндрических Ы-ионных батарей.

3.6.1 Сборка и подготовка к тестированию цилиндрических батарей.

3.6.2 Результаты тестирования цилиндрических и-ионных батарей.

3.8 Выводы к главе.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Применение радиального магнитно-импульсного сжатия проводящих оболочек для формирования компонентов электрохимических устройств»

Все возрастающее потребление человечеством электроэнергии ставит задачу разработки более эффективных и совершенствования уже существующих источников энергии, как для стационарных, так и для мобильных применений. Перспективными устройствами для стационарных применений являются твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) ввиду их высокого КПД (до 60 %) преобразования электрохимической энергии топлива в электрическую, экологичности и возможности использования практически любого углеводородного топлива [1]. Для мобильных применений одними из наиболее интенсивно развиваемых источников энергии являются 1ьионные батареи, которые характеризуются высокой удельной емкостью, малым весом и низкой скоростью саморазряда [2].

В соответствии с [3], по конструкции ТОТЭ можно разделить на три группы: планарные, трубчатые и блочные. Причем разработка эффективного элемента наталкивается на ряд технологических и конструкционных проблем специфичных для каждой группы. В планарной и блочных конструкциях основной задачей является формирование системы равномерного газораспределения, а в трубчатой - организация токосъема. Существенным плюсом трубчатой конструкции ТОТЭ является изначальное разделение газовых пространств топлива и окислителя.

Кроме того, для достижения высоких удельных характеристик топливный элемент должен иметь низкое внутреннее сопротивление, которое не в последнюю очередь зависит от величины сопротивления твердооксидного электролита [4]. Величина этого сопротивления определяется многими факторами, из которых ключевыми являются природа материала и толщина слоя электролита.

С учетом того, что электролит должен быть газоплотным, его толщина не может быть меньше, чем несколько десятков размеров кристаллитов. Использование в качестве исходного материала наноразмерного порошка является перспективным подходом к уменьшению толщины слоя электролита. Кроме того, использование нанопорошков позволит создавать электролиты с субмикронной структурой, что положительно скажется на их механических характеристиках [5, 6]. Также имеются основания полагать, что переход к субмикронным керамикам на основе циркония и церия (наиболее широко используемые материалы электролитов) позволит увеличить ионную проводимость данных материалов [7, 8]. Таким образом, переход к электролиту с субмикронной структурой должен способствовать повышению характеристик ТОТЭ в целом.

Однако получение объемных керамических материалов с тонкой структурой является сложной задачей. Лимитирующим фактором относительно дешевой и простой порошковой технологии, включающей получение порошка, прессование порошковой заготовки и ее спекание, является достижение высокой плотности заготовки на стадии компактирования. Нанопорошки плохо уплотняются из-за значительных межчастичных адгезионных сил, поэтому традиционные методы статического прессования не приводят к достаточно высокой плотности прессовок [9]. Следовательно, для компактирования нанопорошков представляется перспективным использовать динамические методы прессования, среди которых наиболее привлекательным выглядит магнитно-импульсное прессование (МИП). Эффективность уплотнения наноразмерных порошков данным методом была показана в работе [10].

Вследствие вышесказанного, для получения тонкостенных цилиндрических заготовок из наноразмерных порошков электролитного материала многообещающим выглядит метод прессования порошка за счет радиального магнитно-импульсного сжатия проводящей оболочки. В дальнейшем, для простоты, будем называть его радиальным магнитно-импульсным прессованием (РМИП). Впервые данный метод реализовал D.J. Sandstrom в 1964 г [11], а позднее развил Миронов В.А. [12]. Метод имеет две схемы прессования: электродинамическую или, по аналогии с экспериментами по сжатию горячей плазмы, Z-пинч и индукционную или О-пинч. Причем схему Z-пинч выгодно использовать для прессования длинномерных и тонких порошковых засыпок, а 0-пинч больше подходит для формования толстостенных заготовок [13].

В работе [14] на твердотельных Li-ионных батареях было показано, что радиальное магнитно-импульсное прессование в схеме 0-пинч улучшает контакты между различными компонентами батареи, что приводит к значительному уменьшению ее внутреннего сопротивления. Результаты работ [15, 16] проведенных на графитовом и 1Юо02 электродах свидетельствуют о том, что обработка давлением электродных материалов способна улучшить характеристики батареи с жидким электролитом Однако эти материалы, хотя и используются коммерчески, имеют ряд недостатков. Так графит характеризуется низким значением удельной емкости [17], а литированный оксид кобальта помимо того, что имеет высокую стоимость, является токсичным и термически N неустойчивым материалом, что создает опасность взрыва батареи при отсутствии специальных схем защиты [18]. В связи с этим, идет поиск новых электродных материалов.

Перспективным материалом отрицательного электрода считается иМг)204 [19-21] ввиду его высокого рабочего напряжения, низкой цены и малой токсичности. В качестве альтернативы графиту, т.е. положительному электроду, рассматривается ЫД^О-^ [22-24], что связано со стабильным рабочим напряжением, хорошей обратимостью и структурной стабильностью во время процесса заряд-разряд. Интересно исследовать влияние воздействия импульсного давления на функциональные характеристики данных электродных материалов. При обнаружении положительного влияния, радиальное магнитно-импульсное прессование может быть использовано для формирования Ы-ионной батареи цилиндрической геометрии, что позволит повысить удельную энергоемкость батареи, а также объединить в единый акт механическую обработку электродов и сборку.

Суммируя вышесказанное можно сделать вывод о том, что радиальное магнитно-импульсное прессование является перспективным методом формования компонентов электрохимических устройств таких как твердооксидные топливные элементы и Ы-ионные батареи.

Цель настоящей работы: разработка применения метода радиального магнитно-импульсного прессования для получения компонентов твердооксидных топливных элементов и Ы-ионных батарей с улучшенными функциональными характеристиками.

Данная цель достигается постановкой и решением следующих задач:

1. Выбор условий и экспериментальная реализация магнитно-импульсного прессования наноразмерных порошков в схеме Z-пmч.

2'. Отработка метода- получения1 тонкостенных* керамических- труб из наноразмерных- порошков 2г0г, стабилизированного 9,8 мол.% Уг03 (9,8YSZ), и СеОг, допированного 20!мол.% Gd20з (200РС), посредством? радиального магнитно-импульсного прессованиями последующего спекания.

3. Исследование проводимостеЙ! синтезированных керамик твердооксидных электролитов 9,8У8г и^2060С.

4. Изучение влияния обработки ^магнитно-импульсным давлением.на: структуру и функциональные свойства электродов Ы-ионных батарей' на основе порошков шпинелей иМпг04 и ЬЦТ^О^

5. Исследование характеристик цилиндрических Ы-ионных батарей, формируемых с применением радиального магнитно-импульсного прессования. у»

Положения, выносимые на защиту:

1. Установлено, что из нанопорошков* Э.вУвг и* 20000 методом радиального магнитно-импульсного прессования прибавлениях прессования в диапазоне 0,4 -0,5 ГПа с последующим, спеканием при * температурах до 1360 °С формируются тонкостенные керамические трубы плотностью выше 97 % с размером кристаллитов 100 - 300 нм1.

2. Показано, что материалы синтезированных труб, характеризующиеся размерами- зерен в субмикронном диапазоне, имеют высокую ионную проводимость на уровне 0,01 (Ом*см)"1 и 0,04 (Ом*см)"1 при?700 °С для 9,8У8г и 20СйС, соответственно, что позволило в 1,5 раза улучшить характеристики твердооксидного топливного элемента при использовании труб из 9,8Ув2 по сравнению с топливным.* элементом* на основе электролита, изготовленного промышленными .технологиями.

3. Обработка импульсным давлением с амплитудой 0,45 ГПа приводит к улучшению функциональности электрода на основе Ь!4Т15012, что выражается в снижении внутренних потерь модельных ячеек собранных на его основе на 15 % и 8 уменьшении скорости деградации их емкости при цикпировании. На электрохимические характеристики электрода на основе LiMn204 обработка импульсным давлением не повлияла.

4. Радиальное магнитно-импульсное обжатие с давлением амплитудой ~ 0,4 ГПа цилиндрической Li-ионной батареи с электродами на основе Li4Ti50i2 и LiMn204 привело к улучшению ее рабочих характеристик: снижению внутренних потерь и уменьшению скорости деградации при циклировании в 6 раз.

Научная новизна

Впервые метод радиального магнитно-импульсного прессования в схеме Z-пинч применен для компактирования наноразмерных оксидных порошков. Получены высокоплотные тонкостенные трубы керамик 9.8YSZ и 20GDC с размером кристаллитов 100 - 300 нм и показано, что материалы синтезированных труб имеют высокую ионную проводимость на уровне 0,01 (Ом*см)~1 и 0,04 (Ом*см)"1 при 700 °С для 9.8YSZ и 20GDC, соответственно.

Впервые метод радиального магнитно-импульсного прессования был применен для формирования цилиндрической Li-ионной батареи с жидким электролитом и электродами на основе Li4Ti50i2 (LTO) и LiMn204 (LMO), что позволило снизить ее внутренние потери и значительно уменьшить скорость деградации при циклировании за счет улучшения контактов частиц LTO электрода между собой и металлическим коллектором. Снижение емкости спрессованной батареи за 10 циклов составило 1,5 % против 9 % для батареи, не обработанной давлением.

Апробация работы

Представленные в диссертации научные результаты докладывались на: семинарах ИЭФ УрО РАН, на IX международном семинаре «Структура дислокаций и механические свойства металлов и сплавов» (2002), III всероссийском семинаре «Топливные элементы и энергоустановки на их основе» (2006), международных и российских конференциях: «10-th International Conference On Modern Materials &

Technologies - С1МТЕС» (2002), «Megagauss. Magnetic Fild Generation and Related Topics» (2002, 2004), «Fuel Cell Technologies: State and^ Perspectives» (2004), «Nanoparticles, Nanostructures and Nanocomposites» (2004), «NATO Advanced Research Workshop on.Fuel Cell Technologies: State and Perspectives» (2005), «Solid State Ionics» (2006), «Физикохимия ультрадисперсных систем» (2003), XIII Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов (2004), 2-ой всероссийской конференции по наноматерилам «НАНО-2007» (2007), международном форуме по нанотехнологиям «Rusnanotech» (2008).

Публикации

Основные результаты диссертационной работы изложены в 10 рецензируемых изданиях, в том числе: в Российских журналах [25-27], в иностранных журналах [28-34], в трудах 6 конференций: одной всероссийской [35], и пяти международных [36-40] и двух патентах [41, 42]. А так же в 11 тезисах докладов Российских и зарубежных конференций.

Личный вклад соискателя

Автор принимал активное участие в изготовлении и отладке генератора импульсных токов на основе емкостного накопителя энергии (130 кДж). Разработка оборудования и методики для РМИП в схеме Z-пинч, оценка оптимальных режимов прессования путем расчета по известной теоретической модели, планирование и проведение экспериментов по получению керамических труб, измерение проводимости твердого электролита 9,8YSZ, изготовление модельных Li-ионных ячеек и Li-ионных батарей, планирование и проведение экспериментов по исследованию характеристик модельных Li-ионных ячеек и Li-ионных батарей, обработка, оформление и интерпретация полученных результатов выполнены лично автором.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и двух приложений. Работа содержит 99 страниц машинописного текста, включает 42 рисунка, 6 таблиц, 20 формул и список литературы из 112 наименований.

Заключение диссертации по теме «Электрофизика, электрофизические установки», Никонов, Алексей Викторович

3.8 Выводы к главе

1. Показано, что введение в порошки иМп204 и и4~П50-12 углеродной добавки (графита и сажи) увеличивает уплотняемость порошка, в то время как полимерная добавка Р\ЛЭР не оказывает видимого влияние их прессуемость.

2. Обработка импульсным давлением с амплитудой 0,45 ГПа приводит к улучшению функциональности электрода на основе ицТ^О-^, что выражается в снижении внутренних потерь модельных ячеек собранных на его основе на 15 % и уменьшении скорости деградации их емкости при циклировании. На электрохимические характеристики электрода на основе ЫМп204 обработка импульсным давлением не повлияла.

3. Радиальное магнитно-импульсное обжатие с давлением амплитудой ~ 0,4 ГПа цилиндрической Ы-ионной батареи с электродами на основе и4"П5012 и □Мп204 привело к улучшению ее рабочих характеристик: снижению внутренних потерь и уменьшению скорости деградации при циклировании в 6 раз.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения диссертационной работы метод радиального магнитно-импульсного прессования был применен для получения тонкостенных труб из материалов, относящихся к классу твердых электролитов, и формирования Ы-ионных батарей цилиндрической геометрии. Получены следующие основные результаты:

1. Экспериментально методом радиального магнитно-импульсного прессования в безударном режиме с последующим спеканием получены тонкостенные бездефектные трубы из нанопорошков 9,8УЭ2 и 2СЮОС. Режимы прессования без образования ударных волн были предсказаны на основании численной модели динамического радиального сжатия порошка и характеризовались давлениями прессования 0,4-0,5 ГПа. Плотность полученных прессовок, порядка 45 %, была достаточной для синтеза керамик с плотностями 99 % и размерами кристаллитов в диапазоне 100-300 нм при температурах спекания до 1360°С. Полученные трубы имели следующие характерные размеры: длину 60-80 мм, диаметр ~ 14 мм и толщину стенки ~ 0,7 мм.

2. Показано, что материалы полученных труб, имеющие размер зерен в субмикронном диапазоне, характеризуются высокой ионной проводимостью на уровне 0,01 (Ом*см)"1 и 0,04 (Ом*см)"1 при 700°С для Э.вУЭг и 2060С, соответственно, что близко к проводимости монокристаллов.

3. Установлено, что обработка импульсным давлением амплитудой до 0,7 ГПа электродных материалов не приводит к ощутимым изменениям фазовых и химических составов, однако значительно изменяет их микроструктуру. В частности исходные агломераты при прессовании разрушаются на частицы размером не превышающие 100 нм. Кроме того, обработка импульсным давлением с амплитудой 0,45 ГПа приводит к улучшению функциональности электрода на основе ид^Очг, что выражается в снижении внутренних потерь модельных ячеек собранных на его основе на 15 % и уменьшении скорости деградации их емкости во время цикпирования. На электрохимические характеристики электрода-, на основе- 11Мп2С>4 обработка импульсным^ давлением не'повлияла1.

4'. Показано; что обработка- радиальным- импульсным- давлением» амплитудой 0,4 ГПа'цилиндрической >Ы-ионной батареи с электродами-на основе и4"П5СГ12 и' иМп204 привела» к улучшению ее рабочих характеристик: снижению^ внутренних потерь и уменьшению- скорости^ деградации^ во время * циклирования в 6 раз.

Таким" образом; радиальное магнитно-импульсное прессование является перспективным методом для формирования компонентов ряда электрохимических, устройств.

Полученные тонкостенные керамические трубы из 9,8YSZ с субмикронной структурой были использованы для создания твердооксидного топливного элемента (РФЯЦ-ВНИИТФ, Снежинск). Характеристики этого элемента в 1,5 раз превосходили характеристики элементов на основе аналогичного электролита изготовленного промышленными технологиями.

Радиальное магнитно-импульсное прессование может рассматриваться как новый? метод формирования [.¡-ионных- батарей, позволяющий- в едином.1 акте объединить механическую обработку электродов и сборку батареи. Обработка давлением электродных материалов способна повысить их функциональность, а радиальное сжатие батареи в целом увеличить удельную емкость.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю чл.-корр. РАН д.ф.-м.н. Иванову В.В., а- также всем сотрудникам * лаборатории* прикладной электродинамики, в особенности- к.ф.-м.н. Паранину С.Н., за совместные эксперименты, плодотворные обсуждения и конструктивные предложения, а также другим' коллегам, принявшим участие в исследованиях: гчл.-корр. РАН д.ф.-м.н. Котову Ю.А. и' д.ф.-м.н. ОсиповуВ.В (получение и аттестация исходных нанопорошков), Деминой-Т.М. (Бвет, термогравиметрический

82 анализ), Ивановой О.Ф., Тимошенковой O.P. (микроскопические исследования), к.ф.-м.н. Медведеву А.И. (рентгеноструктурный анализ), ведущему сотруднику ИВТЭ УрО РАН д.х.н. Шкерину С.Н. (исследование электропроводности керамики). Кроме того, автор выражает благодарность зарубежным коллегам, сотрудникам лаборатории неорганической химии Технического университета Делфта, Dr. Erik M. Kelder, Dan Simon и Neil Hancoock за помощь в исследовании характеристик Li-ионных батарей и обсуждение полученных результатов.

Автор также выражает свою признательность Никоновой А.Н. за понимание, веру и моральную поддержку.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Никонов, Алексей Викторович, 2010 год

1. Minh N.Q., Takahasi Т. Science and technology of ceramic fuel cells // Amsterdam, Elsevier Science B.V., 1995, 366 p.

2. Linden D., Reddy T.B. Handbook of batteries 3d ed. // New York, The McGraw-Hill Companies Inc., 2002, 1453 p.

3. Перфильев M.B., Демин A.K., Кузин Б.Л., Липилин А.С., Высокотемпературный электролиз газов // М.: Наука, 1988, 232 с.

4. Fuel Cell Handbook // National Energy Technology Laboratory, U.S. Department of Energy, 2004, 364 p.

5. Гусев А.И. Наноматериалы, наноструктуры, нанотехнологии // М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005, 416 с.

6. Андриевский Р.А., Рагуля А.В., Наноструктурные материалы // М.: «Академия», 2005, 192 с.

7. Kosackia I., Rouleau С., Becher P., Bentley J., Lowndes D. Nanoscale effects on the ionic conductivity in highly textured YSZ thin films // Solid State Ionics, 2005, № 176, p. 1319-1326.

8. Suzuki Т., Kosacki Т., Anderson H. Microstructure-electrical conductivity relationships in nanocrystalline ceria thin films // Solid State Ionics, 2002, № 151, p. 111 -121.

9. Хасанов О.Л. Проблемы компактирования нанопорошков и методы их решения // Сб. трудов VI Всероссийской (международной) конференции «Физикохимия ультрадисперсных (нано-) систем», 2002, 19-23 августа, Томск, с. 180-183.

10. Иванов В.В., Паранин С.Н., Вихрев А.Н., Ноздрин А.А., Эффективность динамического метода уплотнения наноразмерных порошков // Материаловедение, 1997, Т. 5, с. 49-55.

11. Sandstrom D.J. Consolidating metal powders magnetically // Metal Progress, 1964, V. 86, №3, p. 215-221.12: Миронов В.А. Магнитно-импульсное прессование порошков // Рига: Зинатне, 1980,196 с.

12. GnanrajJ.S., Cohen Y.S., Levi M.D., Aurbach D. The effect of pressure on the electroanalytical response of graphite anodes and LiCoCb cathodes for Li-ion batteries // Journal of Electroanalytical Chemistry, 2001, V. 516, p. 89-102.

13. Shim J., Striebel K.A. Effect of electrode density on cycle performance and irreversible capacity loss for natural graphite anode in lithium-ion batteries // Journal of Power Sources, 2003, V. 119-121, p. 934-937.

14. Patil A., Patil V., Shin D.W., Choi J.-W., Paik D.-S., Yoon S.-J. Issue and challenges facing rechargeable thin film lithium batteries // Materials Research Bulletin, 2008, V. 43, p. 1913-1942.

15. Balakrishnan P.G., Ramesh R., Kumar T.P. Safety mechanisms in lithium-ion batteries // Journal of Power Sources, 2006, V. 155, p. 401-414.

16. Thackaray M.M., de Kock A., David W.I.F. Synthesis and structural characterization of defect spinels in the lithium-manganese-oxide system // Materials Research Bulletin, 1993, V. 28-, p. 1041-1049.

17. Whittingham M.S. Lithium batteries and cathode materials // Chemical Reviews, 2004, V. 104, p. 4271-4301.

18. Fergus J.W. Recent developments in cathode materials for lithium ion batteries // Journal of Power Sources, 2010, V. 195, p. 939-954.

19. Colbow, K.M., Dahn, J.R., & Haering, R.R. Structure and Electrochemistry of the Spinel Oxides LiTi204 and Li4/3Ti5/304 // Journal of Power Sources, 1989, V. 26, p. 397-402.

20. Ferg, E., Gummow, R.J., Dekock, A., Thackeray, M.M. Spinal Anodes for LithiumIon Batteries // Journal of the Electrochemical Society, 1994, V. 141, p. L147-L150.

21. Zhong, Z.Y., Ouyang, C.Y., Shi, S.Q., Lei, M.S., Ab initio studies on Li4+xTi5Oi2 compounds as anode materials for lithium-ion batteries // Chemphyschem, 2008, V. 9, p. 2104-2108.

22. Ivanov V.V., Shkerin S.N., Rempel AI.A., Khrustov V.R., Lipilin A.S., Nikonov A.V. Electrical Conductivity of Zirconia-Based Solid Electrolyte with Submicron Grain Size// Doklady Physical Chemistry, 2010, V. 433, Part 1, p. 125-127.

23. Ivanov V.V., Ivin S.Y., Khrustov V.R., Kotov Y.A., Murzakaev A.M., Nikonov A.V., Paranin S.N., Spirin A.V. Fabrication of Nanoceramic Thin Wall Tubes by Magnetic Pulsed Compaction and Thermal Sintering // Science of Sintering, 2005, V. 37, p. 55-60.

24. Kelder E.M., Schoonman J., Ivanov V.V., Pivkin N.M., Nikonov A.V. Characteristic Changes under Pulsed Pressure Actions in Electrode Materials based on иМп204 and Li4Ti5012 Spinels // Solid State Ionics, 2006, V. 177, p. 2779-2785.

25. Paranin S., Ivanov V., Nikonov A., Spirin A., Khrustov V., Ivin S., Kaygorodov A., Korolev P. Densification of Nano-Sized Alumina Powders under Radial Magnetic Pulsed Compaction // Advances in Science and Technology, 2006, V. 45, p. 899904.

26. Иванов В.В., Липилин А.С., Паранин С.Н., Спирин А.В., Хрустов В.Р., Никонов А.В., Трубчатый элемент (его варианты), батарея трубчатых элементов с токопроходом по образующей и способы её изготовления, Патент России, № RU2310952C2, бюл. № 32, 2007.

27. Липилин А.С., Спирин А.В., Ремпель Ап.А., Никонов А.В., Чухарев В.Ф., Паранин С.Н. Модифицированный планарный элемент (его варианты), батарея электрохимических устройств и способ его изготовления, Патент России, № RU2367065C1, бюл. № 25, 2008.

28. Балкевич В.Л. Техническая керамика: Учеб. пособие для втузов II М.: Стройиздат, 1984, 256 с.

29. Inaba Н., Tagawa Н. Ceria-based solid electrolytes // Solid State Ionics, 1996, V. 83, p. 1-16.

30. Steele B.C.H. Appraisal of Cei.yGdy02-y/2 electrolytes for IT-SOFC operation at 500°C//Solid State Ionics, 2000, V. 129, p. 95-110.

31. Кингери У.Д. Введение в керамику // М.: Стройиздат, 1967, 499 с.

32. Либенсон Г.А., Лопатин В.Ю., Комарницкий Г.В. Процессы порошковой металлургии. В 2-х т. Т. 2. Формование и спекание. // М.: «МИСИС», 2002, 320 с.

33. Попильский Р.Я., Пивинский Ю.Е. Прессование порошковых керамических масс//М.: Металлургия, 1983, 176 с.

34. Химическая* технология керамики Под редакцией Гузмана И.Я. // М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2003; 496 с.

35. Попилов Л.Я. Электрофизическая1 и. электрохимическая обработка материалов. Справочник. // М.: «Машиностроение», 1989, 400 с.

36. Прюммер Р. Обработка порошковых материалов взрывом // М.: Мир,1990, 128 с.

37. Бочаров Ю.А. Кузнечно-штамповочное оборудование // М.: «Академия», 2008, 480 с.

38. Андриевский P.A. Порошковое материаловедение // М.: Металлургия, 1991, 205 с.

39. Штерн М.Б., Сердюк Г.Г., Максименко Л.А. и др. Феноменологические теории прессования порошков // Киев: Наукова думка, 1982, 140 с.

40. Лукин Е.С., Попов H.A., Здвижикова Н.И. и др. Особенности получения плотной керамики содержащей диоксид циркония // Огнеупоры, 1991, №9, с. 5-7.

41. Андриевский P.A., Гребцова О.М., Домашнева Е.П., Киянский И.А. и др. Консолидация ультрадисперсного нитрида титана при высоких давлениях // Доклады Академии Наук, 1993, Т. 331, №3, с. 306-307.

42. Джамаров С.С., Повленко Н.П., Бочко A.B., Корниенко П.А*. Особенности холодного уплотнения порошков вюрцитного нитрида бора в условиях высоких давлений // Порошковая металлургия, 1982, №10, с. 6-10.

43. Филоненко В.П., Хвостанцев Л.Г., Трусов Л.И., Новиков В.И., Компактирование порошков вольфрама различной дисперсностигидростатическим давлением до 5 ГПа // Порошковая металлургия, 1992, №4, с. 16-20.

44. Андриевский P.A. Получение и свойства нанокристаллических и тугоплавких соединений //Успехи химии, 1994, №5, с. 431-448.

45. Vassen R., Stoefer D. Compaction mechanisms of ultrafine SiC powders // Powders Technology, 1992, V. 72, p. 223-226.

46. Иванов B.B. Получение наноструктурных керамик с использованием магнитно-импульсного прессования порошков: дис. . д.ф.-м.н.: 01.04 13, 01.04.14. Екатеринбург. 1998.-299 с.

47. Миронов В.А. Прогрессивные способы производства деталей машин и приборов из порошковых материалов // Рига, 1974, 26 с.

48. Кнопфель Г. Сверхсильные импульсные магнитные поля // М.: «Мир», 1972, 392 с.

49. Миронов В.А. Обработка материалов с помощью импульсного магнитного поля // Машиностроитель, 1970, №8, с. 29-30.

50. Regis Baccino, Rene David and Claude Parayre Procede et dispositif de compactege d'une poudre parimpulsion electromagnetique et matériau composite obtenu // Patent, № 2597016, 1986 BOPi "Brevets" No 42 (France 1987)

51. Феодосьев В.И. Сопротивление материалов // M.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999, 592 с.

52. Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. Кикоина И.К. // М.: Атомиздат, 1976, 1008 с.

53. Физические величины. Справочник. Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. //М.: Энергоиздат,1991, 1232 с.

54. Sandstrom D.J. Consolidating metal powders magnetically // Perspective Powder Met., 1967, V. 1, p. 75-81.

55. Назаров Н.С., Гутфрайнд О.А. Магнитно-импульсное прессование порошков при повышенных температурах. В кн.: Порошковая металлургия // Рига, 1975, с. 138-141.

56. Boltachev G.Sh., Nagayev К.А., Paranin S.N., Spirin A.V., Volkov N.B. Magnetic Pulsed Compaction of Nanosized Powders // New York.: Nova Science Publishers, Inc., 2010, 86 p.

57. Миронов B.A., Максимов Ю.М., Способ магнитно-импульсного прессования изделий из порошковых материалов // Авторское свидетельство СССР, №425734, 1974. Открытия. Изобретения. Пром. Образцы. Товарные знаки, 1974, №16, с. 39.

58. Миронов В.А., Годес А.И., Способ изготовления металлокерамических изделий // Авторское свидетельство СССР, № 386708, 1971. Открытия. Изобретения. Пром. Образцы. Товарные знаки, 1973, №27, с. 26.

59. Морохов Д.И., Трусов Л.И., Лаповок В.Н. Физические явления ультрадисперсных средах. // М.: Энергоатомиздат, 1984, 224 с.

60. Schmidt Н., Nabert G., Ziegler G., Goretzki H. Characterization and Surface Chemistry of Uncoated and Coated Silicon Nitride Powders. // Journal of the European Ceramic Society, 1995, V. 15, pp. 667-674.

61. Ander H., Lehmann J., Ziegler G. Improved Characterization of Ceramic Powder Surface a Comparison of Different FTIR-Spectroscopy Methods. // Trans. Tech. Publ.: Key Engineering Materials, 1997, V.132-136, pp. 217-276.

62. Morterra C., Magnacca G. A Case Study: Surface Chemistry and Surface Structure of Catalytic Aluminus, as Studied by Vibrational Spectroscopy of Adsorbed Species. // Catalysis Today, 1996, V. 27, p. 497-532.

63. Kear B.H., Strutt P.P. Chemical Processing and Applications for Nanostructured Materials// Nanostructured Materials, 1995,V. 6, №1-4, p. 227-236.

64. Ivanov V.V., Kotov Yu.A., Boehme R., Schultheiss G. Production and Compaction of Nanocrystalline Powder Using Pulse Power Technology. // KFK-Nachrichten 1993, V. 25, № 3, p. 151-157.

65. Фридман Б.Э., Рутберг Ф.Г. Об использовании больших импульсных токов в опытах по динамическому , сжатию твердых тел // Журнал технической' физики, 1996; Т. 66, Вып. 2., с. 123-132.

66. Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б., Добров С.В., Иванов В.В., Ноздрин А.А., Паранин С.Н. Моделирование радиального магнитно-импульсного уплотнения гранулярной среды в квазистатическом приближении // Журнал технической физики, 2007, Т. 77, Вып. 10, с. 58-67.

67. Болтачев- Г.Ш., Волков Н.Б., Иванов В.В., Паранин- С.Н. Инерционные эффекты в процессах импульсного радиального прессования наноразмерных* порошков// Перспективные материалы, 2008; №5, с. 5-13.

68. Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б., Иванов В.В., Паранин С.Н. Модель динамического прессования гранулированной среды // Прикладная механика и техническая физика, 2008, Т. 49, №2, с. 211-215.

69. Болтачев Г.Ш., Волков Н.Б. Анализ основных закономерностей динамического радиального уплотнения гранулированных сред // Прикладная механика и техническая физика, 2008, Т. 49, №6, с. 181-189.

70. Kharton V.V., Marques F.M.B., Atkinson A. Transport properties of solid oxide electrolyte ceramics : a brief review// Solid State Ionics, 2004, V. 174, p. 135-149.

71. Fergus J.W. Electrolytes for solid oxide fuel cells // Journal of Power Sources, 2006, V. 162, p. 30-40.

72. Badwal S.P.S. Zirconia-based solid electrolytes: microstructure, stability and ionic conductivity // Solid State Ionics, 1992, V. 52, p. 23-32.

73. Inaba H., Tagawa H., Ceria-based solid electrolytes // Solid State Ionics, 1996, V. 83, p. 1-16.

74. Устюгов A.B., Ткаченко А.П., Чухарев В.Ф., Исследование электролита из порошка YSZ // Тезисы докладов V Всероссийской конференции. «Физикохимия ультрадисперсных систем», Екатеринбург, 9-13 октября, 2000, с. 341 342.

75. Dell'Agli, G. Mascolo, Optimization of 3 mol % Y-TZP processing of powders synthesized by hydrothermal treatment // Proc. EUROMAT 2001, 10 14 June 2001, Italy, cdEUROMAT, 273.doc

76. Котов Ю.А., Осипов В.В., Иванов М.Г. и др. Исследование характеристик оксидных нанопорошков, получаемых при испарении мишени импульсно-периодическим С02 лазером // Журнал технической физики, 2002, Т. 72, вып. 11, с. 76-82.

77. Котов Ю.А., Осипов В.В., Саматов О.М. и др. Характеристики нанопорошков, получаемых при испарении Ce02/Gd203 мишеней излучением импульсно-периодического С02 лазера // Журнал технической физики, 2004, Т. 74, вып. 3, с. 72-77.

78. Фридман Б. Э., Рутберг Ф.Г. О создании высоких давлений при помощи импульсов тока 10 МА длительностью свыше 60 мкс для экспериментов по изучению фазовых превращений веществ. // Саров. ВНИИЭФ. Т2.1997.

79. Емелин П.Ю., Рутберг Ф.Г., Фридман Б.Э. Емкостной накопитель энергии Е7-25 // Приборы и техника эксперимента 1993, №5, с. 109-115.

80. Steele В.С.Н., Hori К.М., Uchino S. Kinetic parameters influencing the performance of IT-SOFC composite electrodes // Solid State Ionics, 2000, V. 135, p. 445-450.

81. Rizea A., Chirlesan D., Petot C., Petot-Ervas G. The influence of alumina on the microstructure and grain boundary conductivity of yttria-doped zirconia // Solid State Ionics, 2002, V. 146, p. 341-353.

82. Dixon J. M., LaGrange L. D., Merten U., Miller C. F., Porter J. T. Electrical Resistivity of Stabilized Zirconia at Elevated Temperatures // Journal of the Electrochemical Society, 1963, V. 110, p. 276-280.

83. Sammes N., Du Y. Intermediate-temperature SOFC electrolytes // Proceedings of the NATO Advanced Research Workshop on Fuel Cell" Technologies: State and' Perspectives, Kyiv, 2004, p. 19-34.

84. Milliken C., Guruswamy S., Khandkar A. Evaluation of Ceria Electrolytes in Solid Oxide Fuel Cells Electric Power Generation // Journal of The Electrochemical Society, 1999, V. 146, p. 872-882.

85. Неопубликованные данные, любезно предоставленные автором.

86. Zhan Z., Wen T.-L., Tu H., Lu Z.-Y. AC Impedance Investigation of Samarium-Doped Ceria // Journal of The Electrochemical Society, 2001, V. 148, p. A427-A432.

87. Неопубликованные данные, любезно предоставленные автором.

88. Иванов B;B., Ноздрин A.A., Паранин C.H., Заяц С.В. Установка проходного магнитно-импульсного прессования порошков // Сб. трудов V Всерос. конф. «Физикохимия ультрадисперсных систем», Екатеринбург, 2001, стр. 229-233.

89. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров // М.: «Мир», 1967, 328 с.

90. Паншин Ю.А., Малкевич С.Г., Дунаевская Ц.С. Фторопласты // Л.: «Химия», 1978, 232 с.

91. Zaghib К., Simoneau М., Armand М., Gauthier М. Electrochemical'study of Li4Ti50i2 as negative electrode for Li-ion polymer rechargeable batteries // Journal of Power Sources, 1999, V. 81-82, p. 300-305.

92. Kim D.K., Muralidharan P., Lee H.-W., Ruffo R„ Yang Y., Chan C.K., Peng H., Huggins R.A., Cui Y. Spinel LiMn204 Nanorods as Lithium Ion Battery Cathodes // Nano Letters, 2008, V. 8, p. 3948-3952.

93. Ohzuku T., Kitagawa M., Hirai T. Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cell // Journal of the Electrochemical Society, 1990, V. 137, p. 769-775.

94. Ohzuku T., Ueda A., Yamamota N. Zero-Strain Insertion Material of LiLi1/3Ti5/3.04 for Rechargeable Lithium Cells // Journal of the Electrochemical Society, 1995, V. 142, p. 1431-1435.

95. Ouyang C.Y., Zhong Z.Y., Lei M.S., Ab initio studies of structural and electronic properties of LUTisO^ spinel // Electrochemistry Communications, 2007, V. 9, p. 1107-1112.