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目录3

第一章 导言3

参考书目录3

文献6

常用符号8

第二章 原电池中电势的形成11

2.1原电池中电势差11

2.2电动势的测定12

2.3热力学基础13

2.4原电池中电流的通过16

第三章 固态电解质的性质18

3.1缺陷和缺陷类型18

3.1.1化学计量组成的二元化合物20

3.1.2非化学计量组成的二元化合物22

3.1.3三元混合相和化合物26

3.1.3.1掺杂外来阳离子的二元化合物26

3.1.3.2尖晶石型三元化合物31

3.2缺陷和能带模型33

3.3.1概论36

3.3固体离子导电化合物中物质和电荷迁移36

3.3.2电导率及其与温度的关系40

3.3.3离子电导率，电子电导率和电解迁移42

3.3.3.1电导率与气相氧分压关系的测量45

3.3.3.2离子和电子分电导率47

3.3.3.3阳离子和阴离子的迁移数49

3.3.3.4极化现象50

3.3.3.5库仑滴定法51

3.3.4离子自扩散52

3.3.5热电学56

3.4固体电解质电池的EMK测量62

3.5离子导电的氧化物68

3.5.1纯氧化物68

3.5.1.1氧化锆和氧化钍69

3.5.1.2碱土金属氧化物79

3.5.1.3氧化铝、氧化钇和稀土金属氧化物88

3.5.2混合氧化物和氧化物化合物96

3.5.2.1以ZrO2和ThO2为基的混合氧化物96

3.5.2.2掺杂的氧化镁和氧化钙122

3.5.2.3硅酸铝123

3.5.2.4硅酸镁127

3.5.2.5镁－铝尖晶石130

3.5.2.6铝酸钠132

3.5.2.7磷酸钙136

3.6离子导电的卤化物139

3.6.1碱金属卤化物139

3.6.2卤化银145

3.6.3碱土金属卤化物150

文献156

第四章 熔融态电解质的性质178

4.1熔融氧化物178

4.1.1硅酸盐熔体184

4.1.1.1碱金属硅酸盐熔体185

4.1.1.2碱土金属硅酸盐熔体187

4.1.1.3硅酸铅熔体190

4.1.1.4Al2O3-SiO2熔体192

4.1.1.5CaO-Al2O3-SiO2熔体192

4.1.1.6含有铁和锰氧化物的硅酸盐熔体195

4.1.2磷酸盐熔体206

4.1.3铝酸盐熔体208

4.1.4FeOn-CaO熔体209

4.2.1碱金属卤化物熔体211

4.2卤化物熔体211

4.2.2碱土金属卤化物熔体215

4.2.3熔融卤化物和氧化物的混合物216

4.2.3.1铝电解的熔融电解质216

4.2.3.2特殊钢重熔的电渣217

文献221

第五章 氧化锆和氧化钍为基的固体氧化物电解质电池227

5.1用于金属熔体测量的氧固体电解质电池的发展227

5.2固体电解质氧电池在基础研究中的应用232

5.2.1纯金属熔体中氧活度的测量232

5.2.2在金属合金熔体中氧活度的测量240

5.2.3在金属熔体中金属组元活度的测定249

5.2.4在金属熔体中氧的饱和溶解度253

5.2.5固态和液态金属中氧的扩散255

5.2.5.1熔融金属中氧扩散的测量260

5.2.5.2在固体金属中氧扩散的测量264

5.2.6金属熔体脱氧时溶解氧部分的测量266

5.2.7金属熔体的电解脱氧272

5.2.8氧化物熔体中氧势的测量278

5.2.9氧化物和混合氧化物生成压的测量283

5.2.9.1纯金属氧化物287

5.2.9.2二元的混合氧化物322

5.2.9.3三元的复合氧化物323

5.2.10非氧化物的化合物生成自由焓的测量332

5.2.11固态金属合金中金属组分活度的测量338

5.2.12在固态金属中氧溶解度的测量345

5.2.13气相中氧分压的测定347

5.2.13.1用于测量气体中氧分压的电池类型348

5.2.13.2真空中和惰性气体与氧的混合物中氧分压的测量350

5.2.13.3由反应气体平衡测量氧势352

5.2.13.4库仑法定气体中氧量357

5.2.13.5以气体－固体电解质电池测量温度358

5.2.14多相反应体系氧势的测量359

5.2.14.1在金属熔体－气体体系中的氧势359

5.2.14.2在固－气体系中的氧势363

5.3氧－固体电解质电池在工业技术中应用的可能性367

5.3.1应用于金属熔体中的电池367

5.3.1.1钢水中氧活度的电化学测定367

5.3.1.2铜熔体中氧活度的电化学测定377

5.3.1.3钠熔体中氧含量的电化学测定378

5.3.2用于气体中的电池380

5.3.2.1用于测量和调节气体中氧势的电池380

5.3.2.2产生和贮存电能的电池384

5.4固体电解质电池的EMK测量误差的原因393

5.4.1氧化物电解质的电子导电性393

5.4.2氧化物电解质的孔隙度401

5.4.3电化学的氧渗透402

5.4.3.1原理402

5.4.3.2结果410

5.4.4氧化物电解质与电极之间界面上的反应416

5.4.4.1固体反应416

5.4.4.2金属熔体中气体的分离421

5.4.4.3在气体／贵金属／氧化物电解质三相界面上的反应423

5.4.5温度影响426

5.4.5.1温度测量误差426

5.4.5.2热电动势427

文献430

第六章 其它固体电解质的电池460

6.1用作原电池固体电解质的纯的和掺杂的氧化物460

6.1.1碱土金属氧化物460

6.1.2氧化铝465

6.1.3Sc2O3，Y2O3和稀土金属氧化物467

6.2.1以CeO2，HfO2和La2O3为基的混合氧化物469

6.2用作固体电解质的混合氧化物和氧化物化合物469

6.2.2硅酸铝470

6.2.3硅酸镁473

6.2.4镁－铝尖晶石475

6.2.5磷酸钙476

6.2.5.1氧化钙和磷酸四钙混合物的电解质476

6.2.5.2磷酸三钙3CaO·P2O5479

6.2.6钒酸钙481

6.3固态玻璃电解质481

6.4固体硫化物电解质490

6.5固体氮化物电解质497

文献500

第七章 固体卤化物电解质电池508

7.1卤化物电解质原电池的基础研究508

7.2热力学参数的测定509

7.2.1重金属卤化物为固体电解质的电池509

7.2.2碱土金属卤化物固体电解质电池515

7.2.2.1金属氟化物的生成自由焓516

7.2.2.2二元金属合金的热力学性能519

7.2.2.3硅酸盐、钛酸盐和铝酸盐的生成自由焓523

7.3在固体卤化物电解质电池上的库仑滴定528

7.4动力学研究530

7.4.1金属硫化物的硫蒸发530

7.4.2金属硫化物的生成反应535

7.4.3固体金属中的扩散535

7.5供电电池537

文献538

第八章 熔融电解质电池544

8.1基础研究中的熔融电解质电池544

8.1.1氧化物熔体电解质544

8.1.1.1生成电池示例550

8.1.1.2浓差电池示例558

8.1.2古硫化物、碳化物和磷化物的熔融电解质562

8.1.3熔融卤化物的电解质567

8.2熔融电解质电池在工业技术中的应用572

8.2.1熔盐电解法制取和精炼轻金属572

8.2.1.1铝572

8.2.1.2镁和铍574

8.2.1.3稀土金属（铈族金属）575

8.2.2熔盐电解法精炼重金属575

文献578