关丽丽,赵佳明,王会涛,徐福星
(内蒙古科技大学 材料科学与工程学院,内蒙古 包头 014010)
摘 要:致密的铬酸镧基陶瓷具有良好的应用前景,然而难烧结是限制其发展的关键因素之一。为在低于60 ℃的环境温度下实现铬酸镧的致密化,采用外加电场驱动及Sr掺杂的方式,并探讨其快速闪烧行为。研究表明,当Sr掺杂含量从0.05增至0.10时,更多的Cr3+被氧化为高价铬,吸附氧与晶格氧的比值升至0.98,为保持电荷平衡,氧缺陷浓度增大,从而导致样品电导率升高,促使闪烧发生的阈值电场与闪烧环境温度降低。不同电场强度下,发生闪烧的功率密度拐点出现在7 W·cm−3。限定电流密度为90 A·cm−2时闪烧60 s后即可获得致密的单相铬酸镧陶瓷结构,继续增大电流密度易出现过烧现象。空穴与氧缺陷的定向迁移,二者的协同效应引起微观形貌的差异性,在直流电场驱动下,靠近正极区域的颗粒尺寸与致密度相对较大。本研究可为同类型材料的低温快速烧结与后续的微观结构调控提供借鉴与参考。
关键词:闪烧;致密化;Sr掺杂铬酸镧;高价Cr;氧空位