Formation and electrical properties of silver antimony oxide

Abstract

Silver antimony oxide (Ag₂Sb₂O₆) having a defect pyrochlore structure has been synthesized by solid-state reaction between silver oxide and either Sb₂O₃ and Sb₂O₅. The reaction sequence has been shown by thermogravimetry, interdiffusion measurements on oxide pellets and electrical conductance measurements to involve the reduction of Ag₂O, followed by diffusion of silver and oxygen into the antimony oxide component. When the starting material is Sb₂O₃, initial diffusion of oxygen occurs, forming Sb₂O₄ into which silver and further oxygen subsequently diffuse. Comparison of the activation energies for diffusion and electrical conductance in the various oxide phases suggests that the rate of Ag₂Sb₂O₆ formation is controlled by the diffusion of oxygen rather than that of silver.

Résumé

L'oxyde d'argent antimonié (Ag₂Sb₂O₆) à structure pyrochlore imparfaite a été synthétisé par réaction en phase solide entre l'oxyde d'argent et Sb₂O₃ ou Sb₂O₅. La séquence de réaction étudiée par thermogravimétrie, par mesures d'interdiffusion sur pastilles d'oxyde et par mesures de conductibilité électrique consiste en la réduction de Ag₂O suivie par la diffusion de l'argent et de l'oxygène dans le composant d'oxyde antimonié. Quand le matériau de départ est Sb₂O₃, la diffusion initiale d'oxygène a lieu et donne Sb₂O₄ dans lequel l'argent et l'oxygène en excès diffusent ensuite. La comparaison des énergies d'activation pour la diffusion et la conductivité électrique dans les diverses phases d'oxydes suggère que la vitesse de formation de Ag₂Sb₂O₆ est contrôlée par la diffusion de l'oxygène plutôt que par celle de l'argent.

Zusammenfassung

Silber-Antimonoxid (Ag₂Sb₂O₆) von defekter Pyrochlorstruktur wurde durch eine Festphasenreaktion zwischen Silberoxid und entweder Sb₂O₃ oder Sb₂O₅ synthetisiert. Durch Thermogravimetrie, Interdiffusionsmessung an Oxidpillen, sowie elektrische Leitfähigkeitsmessungen wurde erwiesen, daß die Reaktionsfolge die Reduktion von Ag₂O mit darauffolgender Diffusion des Silbers und Sauerstoffs in die Antimonoxidkomponente enthält. Bei Sb₂O₃ als Ausgangsmaterial erfolgt eine Diffusion des Sauerstoffs wodurch Sb₂O₄ entsteht, in welches dann Silber und weiterer Sauerstoff diffundiert. Der Vergleich der Aktivierungsenergien der Diffusion und der elektrischen Leitfähigkeit in den verschiedenen Oxidphasen läßt vermuten, daß die Bildungsgeschwindigkeit des Ag₂Sb₂O₆ eher durch die Diffusion des Sauerstoffs als durch die des Silbers bedingt ist.

Резюме

Реакцией в твердом со стоянии окиси серебр а и трëх окиси или пятиок иси сурьмы был синтезирован ант имонат серебра (Ag₂Sb₂O₆), обладающий нарушенн ой пирохлорной структурой. Последов ательность реакций и сследована с помощью термогравим етрии. Измерения интердифф узии и электропровод ности на гранулах окисей свид етельствуют о восстановлении окис и серебра, с последующ ей диффузией серебра и к ислорода на окись сурьмы. Когда исходны м материалом являетс я трëхокись сурьмы, первоначальн о происходит диффузия кислорода с образованием Sb₂O₄ и на к оторую в дальнейшем диффунди руют серебро и кислород. Ср авнение энергий акти ваций диффузии и электропр оводлости различных окисных фа з, наводят на мысль, что скорость образования Ag₂Sb₂O₆ опред еляет ся скорее диффузией к ислорода, чем серебра.