固相反应中 hcp/ccp 金属氧化物界面的结构演化
材料科学
2018-12-20 v2
摘要
晶体界面的结构在固相反应中起着重要作用。Al2O3/MgAl2O4/MgO 系统为研究界面反应过程中界面迁移的底层机制提供了一个理想的模型系统。在 Al2O3 和 MgO 之间生长了 MgAl2O4 层，并使用像差校正扫描透射电子显微镜对不同生长阶段的 Al2O3/MgAl2O4 界面原子结构进行了表征。氧亚晶格从 Al2O3 中的六方密堆（hcp）堆叠转变为 MgAl2O4 中的立方密堆（ccp）堆叠。在界面处观察到了与台阶相关联的部分位错。在反应控制的早期生长阶段，此类部分位错与刃位错共存。然而，在扩散控制的后期生长阶段，此类部分位错占主导地位。观察到的结构表明，Al2O3/MgAl2O4 界面向 Al2O3 内的推进是通过伴随 Al3+ 和 Mg2+ 阳离子交换的部分位错的滑移来完成的。界面迁移可以被视为逐面的拉链式运动，该运动沿界面重复以促进其扩展。MgAl2O4 晶粒可以呈现具有孪晶取向关系的两种晶体学取向，并通过沿相反方向滑移的位错生长。在反向扩展的部分位错和界面台阶相遇处，形成了相互关联的孪晶界和非共格 3 晶界。新生长的 MgAl2O4 晶粒相互竞争，导致 MgAl2O4 晶粒的生长选择和连续粗化。这一理解有助于解释表现出类似 hcp/ccp 转变的广泛材料的界面反应或相变。
关键词
引用
@article{arxiv.1804.05190,
title = {Structure evolution of hcp/ccp metal oxide interfaces in solid-state reactions},
author = {C. Li and G. Habler and T. Griffiths and A. Rečnik and P. Jeřábek and L. C. Götze and C. Mangler and T. J. Pennycook and J. Meyer and R. Abart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.05190},
year = {2018}
}