球磨机的退火温度

一、研究背景

理论研究指出Na3PS4的两种晶体结构（立方相和四方相）应该具有相似的离子电导率，但很多实验证明立方相结构具有更高的离子电导率。两种晶体结构对Na3PS4的离子电导率的影响还没被深入了解。

二、研究亮点

通过球磨工艺得到的四方相Na3PS4具有和立方相结构相近的离子电导率；对于Na3PS4来说，其离子电导率与晶体结构无关，而是与材料的缺陷浓度有关，球磨工艺能够对材料引入更多的缺陷，提升了四方相Na3PS4的离子电导率；通过对结构分析，球磨工艺制备的立方相Na3PS4局部结构含有四方相。球磨机的退火温度

三、研究内容

1、三种合成方法制备Na3PS4

三种工艺分别为球磨-退火得到的立方相Na3PS4（BM-"c"Na3PS4）、球磨-快速退火得到的四方相Na3PS4（BM-t-Na3PS4）、高温合成得到的四方相Na3PS4（HT-t-Na3PS4）。

2、Rietveld精修解析Na3PS4结构

球磨-退火得到的Na3PS4为立方相结构，高温合成得到的Na3PS4为四方相结构。

3、同步辐射分布函数分析（PDF）Na3PS4结构

分析得到的结果为：球磨-退火得到的立方相Na3PS4结构中，局部结构为四方相。

4、不同合成工艺制备得到的Na3PS4的离子传输

球磨-退火得到的立方相Na3PS4和球磨-快速退火得到的四方相Na3PS4离子电导率相当，都为10-4数量级，该四方相却比高温合成的四方相离子电导率高；都为四方相结构，离子电导率却相差巨大，由此引出本文的重点，即对于Na3PS4来说，离子电导率并不取决于其晶体结构，而是制备工艺。

5、工艺

球磨-立方相Na3PS4：Na2S，P2S5球磨500rpm-48h，260℃（0.8℃/min）-12h；球磨-四方相Na3PS4：Na2S，P2S5球磨500rpm-48h，500℃-20min；高温-四方相Na3PS4：Na2S，P2S5研磨混合压片置于真空石英管管式炉500℃（0.8℃/min）-12h。

点评

对于Na3PS4而言，其离子电导率并不取决于其晶体结构，也就是说与Na3PS4是四方相还是立方相无关，而是由制备工艺决定；球磨工艺能够引入更多的缺陷以及相应的非化学计量比，使得四方相的Na3PS4也具有和立方相Na3PS4具有相当的离子电导率。

该篇文章改变了Na3PS4离子电导率由晶体结构类型决定的观念，而是从晶体结构出发指出立方相的局部仍然含有四方相，对Na3PS4而言，两种晶体结构本质上来说对离子电导率的影响应该是相近的。

参考文献

Krauskopf, T.; Culver, S. P.; Zeier, W. G., Local Tetragonal Structure of the Cubic Superionic Conductor Na3PS4.Inorganic Chemistry 2018, 57 (8), 4739-4744.