研究目的
研究电场对钛酸锶晶粒生长行为的影响,并理解与点缺陷重分布和空间电荷效应相关的潜在机制。
研究成果
研究得出结论:电场会在钛酸锶中引发晶粒生长速率的梯度变化,在负电极处由于氧空位浓度较高而观察到更快的生长速度。这一效应归因于空间电荷势的变化以及晶界处的缺陷积累,这些因素会影响晶界迁移率。研究结果表明,要理解电场作用下离子材料的微观结构演变,空间电荷效应至关重要。
研究不足
该研究的局限性在于场辅助烧结过程的复杂性,以及由于焦耳热效应导致难以在烧结过程中准确测量样品的真实温度。此外,实验中点缺陷的精确分布及其对晶界迁移的影响仍需进一步深入研究。
1:实验设计与方法选择:
采用籽晶多晶技术研究电场作用下钛酸锶的晶粒生长。该方法通过将单晶籽晶与多晶基体扩散键合,建立可控的晶粒生长驱动力。使用电流阻塞电极防止焦耳热效应。
2:样品选择与数据来源:
采用高纯度原料制备化学计量比的未掺杂钛酸锶粉末,通过常规烧结获得致密多晶样品。选用单晶圆片作为籽晶。
3:实验设备与材料清单:
设备包括用于烧结的管式炉、带附加炉体的机械加载框架(用于扩散键合)以及施加电场的电压源。材料包含SrCO3和TiO2粉末、铂片电极以及氧化铝绝缘板。
4:实验流程与操作步骤:
样品经切割抛光后,将单晶籽晶与多晶基体进行扩散键合。在高温晶粒生长实验中施加电场,同步记录电压电流数据。采用扫描电镜进行微观结构分析。
5:数据分析方法:
通过扫描电镜图像的线截距法获取平均晶粒半径。基于拼接的SEM图像测量单晶籽晶生长情况,采用多项式拟合突出趋势特征。
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Type GL200A
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Measurement and logging of voltage and current
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