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Elastic Modulus,Hardness,and Fracture Toughness of Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12) Solid Electrolyte

Chinese Physics Letters 2021年第9期38卷 108-116页

作者： Shan Hu Pengyu Xu luize scalco de vasconcelos Lia Stanciu Hongwei Ni Kejie Zhao State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy Wuhan University of Science and TechnologyWuhan 430081China School of Mechanical Engineering Purdue UniversityWest LafayetteIndiana 47907USA School of Materials Engineering Purdue UniversityWest LafayetteIndiana 47907USA

Li_(6.4)La_(3)Zr_(1.4)Ta_(0.6)O_(12)(LLZTO) is a promising inorganic solid electrolyte due to its high Li+conductivity and electrochemical stability for all-solid-state *** characterization of LLZTO is limited by the synthesis of the condensed *** we systematically measure the elastic modules,hardness,and fracture toughness of LLZTO poly crystalline pellets of different densities using the customized environmental *** LLZTO samples are sintered using the hot-pressing method with different amounts of Li2CO3 additives,resulting in the relative density of the pellets varying from 83% to 98% and the largest grain size of 13.21 ± 5.22 μ*** mechanical properties show a monotonic increase as the sintered sample densifies,elastic modulus and hardness reach 158.47± 10.10 GPa and 11.27± 1.38 GPa,respectively,for LLZTO of 98% ***,fracture toughness increases from 0.44 to 1.51 MPa·m^(1/2),showing a transition from the intergranular to transgranular fracture behavior as the pellet density *** ionic conductivity reaches 4.54 × 10^(-4 )S/cm in the condensed LLZTO which enables a stable Li plating/stripping in a symmetric solid-state cell for over 100 *** study puts forward a quantitative study of the mechanical behavior of LLZTO of different microstructures that is relevant to the mechanical stability and electrochemical performance of all-solid-state batteries.

关键词： toughness Elastic Solid

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