高压下ZnO超快极性扩散过程研究

战晓红 曹大呼 陆中 丁慧慧

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高压下ZnO超快极性扩散过程研究

    通讯作者: 战晓红; 

Possible Existence of Ultra Fast Polarity Diffusion Process of ZnO under High Pressure

    Corresponding author: ZHAN Xiao-Hong
  • 摘要: 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段,研究了在5 GPa 压力下六方ZnO粉末的结晶过程。系统考查了温度与保温时间对ZnO扩散与结晶过程的影响。结果发现,在高压下ZnO固体的扩散速度大大增加,400 ℃保温0.5 h即可获得理论密度达99%以上的单相、致密的六方相ZnO陶瓷,所有样品均沿晶界开裂,并导致500 ℃以上只能获得单晶与多晶混合的粉末样品;850 ℃保温5 min可制备出平均尺寸超过100 m、最大尺寸超过350 m的浅黄色单晶。对实验结果的分析表明:ZnO固体在高压下可能存在一种超快极性扩散机制,这一效应使高压下的ZnO晶粒沿择优方向迅速生长,晶界快速迁移,相邻晶粒生长融合,最后形成单晶;而晶粒在生长过程中沿其它方向发生收缩,促使样品沿晶界开裂。
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出版历程
  • 收稿日期:  2007-02-15
  • 录用日期:  2007-05-28
  • 刊出日期:  2008-03-05

高压下ZnO超快极性扩散过程研究

    通讯作者: 战晓红; 
  • 1. 江苏工业学院材料科学与工程学院,江苏常州 213164

摘要: 利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段,研究了在5 GPa 压力下六方ZnO粉末的结晶过程。系统考查了温度与保温时间对ZnO扩散与结晶过程的影响。结果发现,在高压下ZnO固体的扩散速度大大增加,400 ℃保温0.5 h即可获得理论密度达99%以上的单相、致密的六方相ZnO陶瓷,所有样品均沿晶界开裂,并导致500 ℃以上只能获得单晶与多晶混合的粉末样品;850 ℃保温5 min可制备出平均尺寸超过100 m、最大尺寸超过350 m的浅黄色单晶。对实验结果的分析表明:ZnO固体在高压下可能存在一种超快极性扩散机制,这一效应使高压下的ZnO晶粒沿择优方向迅速生长,晶界快速迁移,相邻晶粒生长融合,最后形成单晶;而晶粒在生长过程中沿其它方向发生收缩,促使样品沿晶界开裂。

English Abstract

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