直流电流下ZnO与ZnO-Bi2O3的热失控、闪烧及非对称微观结构演化
材料科学
2015-03-31 v1
摘要
我们研究了在300 V/cm较高激活场下纯及0.5 mol.% Bi2O3掺杂ZnO的直流闪烧。研究表明，即便高纯ZnO单晶也能在870C发生“闪”。相比之下，ZnO粉末样品中闪烧发生在显著更低的550C起始温度，表明表面和/或晶界的重要作用。已建立模型预测热失控条件，其预测与观测到的闪烧起始温度高度吻合，证明在这些ZnO基体系中闪烧始于热失控。有趣的是，纯ZnO样品阳极侧观察到增强的晶粒生长，且晶粒尺寸突变，表明发生了电势诱导的异常晶粒生长。在大电流密度下，ZnO粉末样品中朝向阳极方向排列的六方单晶棒的生长显而易见。此外，Bi2O3掺杂推迟了闪烧起始，这可由晶界处空间电荷的形成来解释，且由于液相烧结效应它使微观结构均质化。本研究的关键科学贡献包括：建立与观测闪烧起始温度一致的热失控条件预测模型，阐明ZnO基样品中闪烧的起始机制，以及观察并解释外加电流下烧结与微观结构演化的多样化现象。
引用
@article{arxiv.1503.08230,
title = {Thermal Runaway, Flash Sintering and Asymmetrical Microstructural Development of ZnO and ZnO-Bi2O3 under Direct Currents},
author = {Yuanyao Zhang and Jae-Il Jung and Jian Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.08230},
year = {2015}
}
备注
36 pages