Co:ZnO陶瓷制备的综合研究：缺陷化学调控与晶粒生长动力学
材料科学
2022-03-07 v1
摘要
在本报告中，我们系统地研究了以不同Co前驱体（Co3O4、CoO和金属Co）和气氛（O2和Ar）通过标准固相法法制备Co:ZnO陶瓷。重点在于缺陷化学调控和烧结生长动力学。采用基于密度泛函理论的第一性原理计算来确定ZnO和Co:ZnO体系中主要点缺陷的形成能。基于理论结果提出了一组化学反应。进行了详细的微观结构表征以确定Co掺入ZnO晶格的程度。在Ar气氛下由金属Co制备的样品由于ZnO的非一致分解而具有最高的Co固溶度极限（表观Co掺入活化能更低）。烧结生长动力学参数的测定表明，Co3O4是在两种烧结气氛下均获得更高密度的最佳烧结添加剂。结果证明，在O2中烧结可有效促进ZnO结构中的锌空位，而在Ar中烧结促进锌间隙缺陷。我们的发现对理解Co掺杂ZnO陶瓷的制备及烧结生长动力学有重要贡献，这将有助于改进该材料在块体和纳米尺度上的制备工艺现状。
引用
@article{arxiv.2203.02344,
title = {A comprehensive study on the processing of Co:ZnO ceramics: defect chemistry engineering and grain growth kinetics},
author = {R. T. da Silva and J. M. Morbec and G. Rahman and H. B. de Carvalho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02344},
year = {2022}
}