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Evidence of a Thermal Diffusivity Gap in Sintered Li–Co–Sb–O Solid Solutions

  • In this work, the thermal properties of ternary Li₃ₓCo₇₋₄ₓSb₂₊ₓO₁₂ solid solutions are studied for different concentrations in the range 0 ≤ x ≤ 0.7. Samples are elaborated at four different sintering temperatures: 1100, 1150, 1200 and 1250 °C. The effect of increasing the content of Li⁺ and Sb⁵⁺, accompanied by the reduction of Co²⁺, on the thermal properties is studied. It is shown that a thermal diffusivity gap, which is more pronounced for low values of x, can be triggered at a certain threshold sintering temperature (around 1150 °C in this study). This effect is explained by the increase of contact area between adjacent grains. Nevertheless, this effect is found to be less pronounced in the thermal conductivity. Moreover, a new framework for heat diffusion in solids is presented that establishes that both the heat flux and the thermal energy (or heat) satisfy a diffusion equation and therefore highlights the importance of thermal diffusivity in transient heat conductionIn this work, the thermal properties of ternary Li₃ₓCo₇₋₄ₓSb₂₊ₓO₁₂ solid solutions are studied for different concentrations in the range 0 ≤ x ≤ 0.7. Samples are elaborated at four different sintering temperatures: 1100, 1150, 1200 and 1250 °C. The effect of increasing the content of Li⁺ and Sb⁵⁺, accompanied by the reduction of Co²⁺, on the thermal properties is studied. It is shown that a thermal diffusivity gap, which is more pronounced for low values of x, can be triggered at a certain threshold sintering temperature (around 1150 °C in this study). This effect is explained by the increase of contact area between adjacent grains. Nevertheless, this effect is found to be less pronounced in the thermal conductivity. Moreover, a new framework for heat diffusion in solids is presented that establishes that both the heat flux and the thermal energy (or heat) satisfy a diffusion equation and therefore highlights the importance of thermal diffusivity in transient heat conduction phenomena.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Nelson Wilbur Pech MayORCiD, Carolina Tabasco-Novelo, Patricia Quintana, Geonel Rodriguez-GattornoORCiD, Juan J. Alvarado-Gil
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):ACS Omega
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:8 Zerstörungsfreie Prüfung
8 Zerstörungsfreie Prüfung / 8.0 Abteilungsleitung und andere
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:American Chemical Society (ACS)
Verlagsort:Washington, DC
Jahrgang/Band:8
Ausgabe/Heft:8
Erste Seite:7808
Letzte Seite:7815
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:General Chemical Engineering; General Chemistry
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
Umwelt
Umwelt / Sensorik
DOI:10.1021/acsomega.2c07557
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-593248
ISSN:2470-1343
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY-NC-ND - Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
Datum der Freischaltung:08.01.2024
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:08.01.2024
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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