化学衍生ZnCo2O4在机械球磨作用下的电荷传输动力学微观结构解析

摘要： 本研究考察了化学合成纳米晶锌钴氧化物（ZnCo2O4）的球磨效应，并报道了其结构与电学性能随球磨时间的变化规律。通过简单经济的共沉淀法成功制备出相纯的ZnCo2O4纳米粉体，随后分别进行1小时、4小时和8小时的球磨处理。XRD分析证实球磨与非球磨纳米粉体均形成单一立方相结构。通过Rietveld精修估算不同微观结构参数显示：颗粒尺寸从非球磨样品的~29.64 nm减小至8小时球磨样品的~18.13 nm。热重-差示扫描量热曲线表明前驱体具有良好的温度稳定性，有助于确定样品的适宜烧结温度。透射电镜分析获得的晶粒尺寸与Rietveld精修结果一致。频率相关的交流电导率曲线符合普适Jonscher幂律，频率指数的温度依赖性可用小极化子跃迁机制解释。跳跃传导机制与弛豫过程具有相近的活化能，表明存在相似的传输机制。叠加标度谱符合TTSP原理。交流电导率随频率升高而增大源于载流子的跳跃运动。应变较小的微小颗粒不仅增强导电性，也提高跳跃频率，这进一步表明球磨样品中产生了过量载流子。Cole-Cole图谱显示样品呈现非德拜型行为。由于小晶粒促进更快的电荷传导，介电损耗因子随颗粒尺寸减小而增大。