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गर्म दबाकर अल-डॉप्ड ZnO स्पटर लक्ष्य की तैयारी

गर्म दबाकर अल-डॉप्ड ZnO स्पटर लक्ष्य की तैयारी


1। परिचय


यह सर्वविदित है कि एल्यूमीनियम-डॉप्ड ZnO (AZO) पतली फिल्म में दृश्य क्षेत्र में एक उच्च संप्रेषण होता है, और एक कम प्रतिरोधकता होती है, और इसके ऑप्टिकल बैंड गैप को अल कंटेंट द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। AZO फिल्मों में सौर कोशिकाओं, एंटीस्टेटिक कोटिंग्स, ठोस-राज्य डिस्प्ले डिवाइस, ऑप्टिकल कोटिंग्स, हीटर, डीफ़्रॉस्टर इत्यादि में संभावित अनुप्रयोग हैं, इंडियम ऑक्साइड के साथ तुलना में, ZnO का लाभ है कि कच्चे माल सस्ता और गैर विषैले होते हैं। विशेष रूप से, AZO फिल्म अधिक स्थिर है। इसलिए, AZO पारदर्शी प्रवाहकीय फिल्म (TCO) के रूप में ITO का सबसे अच्छा विकल्प है।


AZO फिल्म कुछ तरीकों से जमा की जा सकती है। वर्तमान में, मैग्नेट्रॉन स्पटरिंग व्यापक रूप से इसकी उच्च जमाव दर और फिल्म और सब्सट्रेट के बीच अच्छे आसंजन के कारण उपयोग किया गया था AZO फिल्म को जमा करने के लिए धातु लक्ष्य का उपयोग किया गया था। लेकिन यह पाया गया कि लक्षित जीवन सीमित था क्योंकि लक्ष्य की सतह पर अक्सर एक ऑक्साइड परत का गठन होता था। इसलिए, सिरेमिक लक्ष्य को अधिमानतः उपयोग किया गया था।


AZO भारी डॉप्ड एन-प्रकार अर्धचालक सामग्री का एक प्रकार है। एक AZO सिरेमिक लक्ष्य के लिए, घनत्व, चरण संरचना, ताकना आकार और इसके वितरण, अनाज का आकार और प्रतिरोधकता बुनियादी गुण हैं। हाल ही में, कई शोधकर्ताओं ने सुपर उच्च घनत्व और कम प्रतिरोधकता के साथ AZO स्पटर लक्ष्य की तैयारी की जांच की। लेकिन सिन्टरिंग के दौरान संरचना परिवर्तन और छिद्र विकास पर थोड़ा ध्यान दिया गया था। इसके अलावा, जब वातावरण में सिंटरिंग प्रक्रिया को अंजाम दिया गया था, तो सिंटरिंग तापमान में वृद्धि उच्च घनत्व को प्राप्त करने का एक तरीका है, लेकिन साथ ही साथ दूसरे चरण ZnAl 2 O 4 की सामग्री को बढ़ाया जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप AZO लक्ष्य की खराब विद्युत संपत्ति होती है। उच्च सिंटरिंग तापमान असामान्य अनाज वृद्धि की अधिक संभावनाएं ला सकता है। सुपर उच्च दबाव और सोल-जेल के तहत सिंटरिंग दो तरीके हैं जो उच्च घनत्व को प्राप्त करते हैं। दुर्भाग्य से, उनका औद्योगिकीकरण करना बहुत महंगा है। तुलनात्मक रूप से, गर्म दबाव एक मध्यम तरीका है जिसके द्वारा मध्यम दबाव और तापमान के तहत लक्ष्य को कम किया जा सकता है। इसके अलावा, यह एक प्रकार की तीव्र घनत्व प्रक्रिया है और अनाज का विकास बहुत कम होता है।


इसलिए, वर्तमान कार्य में, AZO लक्ष्य गर्म दबाव विधि द्वारा किया जाता है। AZO लक्ष्य की तैयारी प्रक्रियाओं को चित्रित करने के लिए सापेक्ष घनत्व, ताकना विकास, अस्थिभंग आकृति विज्ञान, चरण संरचना परिवर्तन और प्रतिरोधकता की जांच की जाती है।



2। प्रायोगिक


वाणिज्यिक जिंक ऑक्साइड (लगभग 600 एनएम का कण आकार) और एल्यूमिना (लगभग 100 एनएम का कण आकार) पाउडर का उपयोग किया गया था। 98: 2 के द्रव्यमान अनुपात में डबल शाफ्ट मिक्सर, ZnO और Al 2 O 3 पाउडर का उपयोग करके एगेट गेंदों के साथ एक बोतल में 32 घंटे के लिए गेंद-मिश्रित किया गया था।


मिश्रित पाउडर को ग्रेफाइट मोल्ड में डाला गया था। मोल्ड को गर्म दबाने वाली मशीन की भट्ठी में रखा गया था संरक्षण समय के लिए एक निश्चित दबाव और तापमान के तहत, AZO लक्ष्य आर्गन गैस सुरक्षा के साथ सघन थे।


घनत्व आर्किमिडीज विधि द्वारा मापा गया था। फ्रैक्चर आकृति विज्ञान एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (JSM, 6510, जापान इलेक्ट्रॉनिक्स) का उपयोग करके देखा गया था। ताकना आकार और इसके वितरण का विश्लेषण एक पारा घुसपैठ घुसपैठ पोरोमीटर (ऑटो पोर IV 9510, माइक्रोमीटर राजनीति उपकरण, इंक) का उपयोग करके किया गया था। चरण संरचना का विश्लेषण एक मोनोक्रोमेटेड Cu Kα एक्स-रे स्रोत (डी / अधिकतम 2500, जापान इलेक्ट्रॉनिक्स) के साथ एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर का उपयोग करके किया गया था। प्रतिरोधकता को चार-बिंदु जांच (SDY4, गुआंगज़ौ इंस्टीट्यूट ऑफ सेमीकंडक्टर सामग्री) द्वारा मापा गया था।



3 परिणाम और चर्चा


3.1 AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व पर गर्म दबाने की स्थिति के प्रभाव

AZO का सैद्धांतिक घनत्व (2% Al 2 O 3 ) 5.56 g / cm 3 है चित्रा 1 AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व पर तापमान के प्रभाव को दर्शाता है।


Fig.1

अंजीर। 1 AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व पर तापमान का प्रभाव 120 MP के लिए 35 MPa पर घनत्व


जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, तापमान को 800 ° C से 1100 ° C तक बढ़ाने के साथ, AZO लक्ष्य का सापेक्ष घनत्व तेजी से 79.4% से बढ़कर 95.2% हो जाता है। सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, ड्राइविंग फोर्स जो कणों को एक-दूसरे से संपर्क करने के लिए तेज करती हैं, उनमें वैन डे वॉल्स बल, इलेक्ट्रोस्टैटिक बल, रासायनिक बंधन बल और इलेक्ट्रॉनिक्स बल शामिल हैं। विशेष रूप से, रासायनिक बंधन बल एक प्रमुख भूमिका निभाता है क्योंकि कण की सतह पर बड़ी संख्या में झूलने वाले बंधन होते हैं। बढ़ते तापमान के साथ, परमाणु प्रसार बढ़ाया जाता है। इस प्रकार, दो सतह परमाणु रासायनिक बंधन द्वारा एक साथ जुड़ने के लिए संभावित बाधा को अधिक आसानी से पार कर सकते हैं। इसलिए, सापेक्ष घनत्व पर तापमान का प्रभाव बहुत महत्वपूर्ण है।


चित्रा 2 AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व पर दबाव के प्रभाव को दर्शाता है। 15 एमपीए से 35 एमपीए तक दबाव बढ़ने के साथ, सापेक्ष घनत्व 88% से बढ़कर 95.2% हो जाता है।


Fig.2

अंजीर। 2 AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व पर दबाव का प्रभाव 120 मिनट के लिए 1150 डिग्री सेल्सियस पर घनत्व


SHI ने गर्म दबाने के लिए घनीकरण समीकरण काटा:

equation-1

जहां ρ घनत्व है; टी समय है; K कणों की संख्या के लिए छिद्रों की कुल संख्या का अनुपात है; डी eff प्रभावी प्रसार गुणांक है; Ω विसरित कणों का आयतन है; डी औसत कण आकार है; k बोल्ट्जमैन स्थिरांक है; टी थर्मोडायनामिक तापमान है; σ eff प्रभावी संपीड़ित तनाव है; γ s सतह तनाव है। , Eff , ρ और बाहरी दबाव p a के बीच एक समीकरण मौजूद है

equation-2

Eq। (2) दिखाता है कि प्रभावी संपीड़ित तनाव (is eff ) दबाव और घनत्व का कार्य है। जब दबाव 15 एमपीए से बढ़ाकर 20 एमपीए कर दिया गया, तो from एफएपी बढ़ गया। इस प्रकार, दबाव ने रिश्तेदार घनत्व को 88% से 90.5% तक बढ़ाने में प्रमुख भूमिका निभाई। जब दबाव 20 एमपीए और 30 एमपीए के बीच था, तो बढ़ते दबाव के साथ घनत्व दर में तेजी आई। लेकिन बदले में, जब सापेक्ष घनत्व अधिक था, तो प्रभावी संपीड़ित तनाव कम हो जाएगा, जिसके परिणामस्वरूप घनत्व कम हो जाएगा। तो, लक्ष्य का अंतिम सापेक्ष घनत्व 90.5% से 91.6% तक थोड़ा बढ़ गया था। जब दबाव 30 एमपीए से अधिक था, तो दबाव ने प्रमुख घनत्व को 91.6% से 95.2% तक तेजी से बढ़ाने में प्रमुख भूमिका निभाई। इसलिए, अंतिम सापेक्ष घनत्व दबाव और आपेक्षिक घनत्व की आपस में बातचीत थी। जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, दबाव बढ़ने के साथ, सापेक्ष घनत्व एस-आकार में वृद्धि हुई थी।


तापमान और दबाव के अलावा, संरक्षण समय का भी AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व पर प्रभाव पड़ता है। जब 1100 ° C और 35 MPa में 0.5, 1 और 2 घंटे संरक्षण समय के साथ घनीभूत हो जाता है, तो लक्ष्य की सापेक्ष घनत्व क्रमशः 92.5%, 94.6% और 95.2% प्राप्त करता है। 1100 डिग्री सेल्सियस और उसी दबाव में, जब संरक्षण का समय 10 एच तक बढ़ा दिया गया था, तो अंतिम सापेक्ष घनत्व में सीमित वृद्धि हुई जो केवल 94.1% तक पहुंच गई; जबकि नमूना गर्म 1 घंटे के संरक्षण के साथ 1100 डिग्री सेल्सियस पर दबाया 94.6% तक पहुंच सकता है। यह निष्कर्ष निकाला है कि तापमान AZO लक्ष्य घनत्व में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। हालांकि, उच्च घनत्व लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए दबाव और संरक्षण समय भी महत्वपूर्ण कारक हैं।


3.2 गरीब विकास

सिरेमिक लक्ष्य में, दो प्रकार के छिद्र होते हैं, चैनल छिद्र और पृथक छिद्र। कोबल की परिभाषा के अनुसार, चैनल छिद्र पहले और दूसरे चरण में मौजूद होते हैं, और पृथक चरण तीसरे चरण में उत्पन्न होते हैं। WILKINSON और ASHBY ने गर्म दबाने वाली सिंटरिंग प्रक्रिया का अध्ययन किया और पाया कि इसे दो चरणों में विभाजित किया जा सकता है: चैनल ताकना चरण और पृथक छिद्र चरण। चैनल ताकना आकार और इसके वितरण को पारा घुसपैठ पोर्सिमीटर द्वारा मापा जा सकता है। पृथक ताकना आकार को सीधे परीक्षण नहीं किया जा सकता है, लेकिन इसकी मात्रा सामग्री की गणना रिश्तेदार घनत्व और निम्नलिखित अनुपात के अनुसार चैनल छिद्रों की मात्रा सामग्री से की जा सकती है।


जहां whereRD लक्ष्य का सापेक्ष घनत्व है; φC चैनल छिद्रों का आयतन अंश है; φI पृथक छिद्रों का आयतन अंश है। इस प्रकार, ,RD और ,C से, canI प्राप्त किया जा सकता है।


घनीभूत प्रक्रिया के दौरान छिद्र विकास की जांच करने के लिए, ZnO और Al2O3 के मिश्रित पाउडर को 2 घंटे के लिए 900 ° C पर बेक किया गया था ताकि वाष्पशील या नमी को हटा दिया जाए। इसके अलावा, चूंकि तापमान सबसे महत्वपूर्ण कारक था, इस जांच ने मुख्य रूप से गर्म दबाने वाले घनत्व के दौरान ताकना परिवर्तन पर तापमान के प्रभाव पर ध्यान केंद्रित किया। जब दबाव 18 एमपीए था, तो संरक्षण का समय 30 मिनट था, और तापमान क्रमशः 850, 950, 1 050 और 1 150 डिग्री सेल्सियस था, लक्ष्य नमूनों को अलग से दबाया गया था। φRD, ,c, φI का विश्लेषण किया गया और परिणाम तालिका 1 में दिखाए गए हैं।


तालिका 1 में गर्म दबाव से अलग-अलग तापमान पर AZO लक्ष्य में विकास विकसित होता है


जैसा कि तालिका 1 में दिखाया गया है, तापमान 850 डिग्री सेल्सियस से 1 050 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ाने के साथ, DRD बढ़ाया गया था

51.7% से तेजी से 80.3%, उसी समय, greatlyC 45.7% से 19.6% तक बहुत कम हो गया। जब गर्म दबाने का तापमान 1 150 ° C तक बढ़ा दिया गया था, तो toC घटकर 0 हो गया, जिससे पता चला कि सभी चैनल छिद्र अलग-थलग पड़ गए। जैसा कि तालिका 1 में देखा गया है, चैनल के छिद्रों का औसत व्यास 136.78 एनएम से 169.08 एनएम तक बढ़ा दिया गया था, जिसमें तापमान 850 डिग्री सेल्सियस से 950 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ गया था। यह दिखाया गया था कि घनत्व प्रक्रिया के दौरान चैनल ताकना संयोजन और विकास है। दरअसल, इस तरह का संयोजन और विकास भी घनत्व के ड्राइविंग बलों में से एक है। चित्र 3 में चैनल छिद्रों के विकास का विवरण है। जब तापमान 950 ° C था, तो छिद्र का व्यास बढ़ा दिया गया था। इसके अलावा, तापमान बढ़ने के साथ, छिद्र आकार का वितरण संकीर्ण हो गया था, हालांकि औसत व्यास बहुत अधिक नहीं बदला गया था। हालांकि, चैनल छिद्र की संख्या 0 से कम हो गई जब तापमान 1 150 ° C था, जिसका अर्थ है कि

सभी चैनल छिद्र पृथक हो गए।


अंजीर। 30 मिनट के लिए अलग-अलग तापमान पर AZO लक्ष्य में छिद्रयुक्त छिद्र क्षेत्र बनाम छिद्र व्यास


चित्र 4 पृथक छिद्रों के परिवर्तन को दर्शाता है। मात्रा अंश 1 050 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर न्यूनतम है। कम तापमान पर, कुछ अलग-अलग छिद्रों को घनत्व के दौरान खोला गया था, और 1 050 डिग्री सेल्सियस से अधिक के तापमान पर, वॉल्यूम का अंश बहुत अधिक बढ़ गया था। यह देखा जा सकता है कि 1 150 ° C के तापमान पर, पृथक छिद्रों का आयतन अंश 5.2% था। संभवतः, उच्च तापमान पर सुपर फास्ट नेक ग्रोथ में इसका योगदान था।


अंजीर लक्ष्य बनाम तापमान में अलग-अलग छिद्रों का 4 वॉल्यूम अंश


चित्रा 5 AZO लक्ष्य नमूनों की अस्थिभंग आकृति विज्ञान की SEM छवियों से पता चलता है। जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, गर्दन की वृद्धि स्पष्ट रूप से देखी जा सकती है। जब तापमान 850 डिग्री सेल्सियस था, तो कण करीब हो गए, सिंटरिंग गर्दन बस बनना शुरू हो गई, लेकिन कोई स्पष्ट गर्दन का विकास नहीं हुआ। छिद्र एक दूसरे से जुड़े हुए थे। पृथक छिद्र दिखाई नहीं दे रहे थे। अंजीर 5 (बी) में, गर्दन की वृद्धि शुरू हुई और इसके परिणामस्वरूप छिद्र विकास हुआ। छिद्र अभी भी चैनल थे। जब तापमान 1 050 डिग्री सेल्सियस तक बढ़ गया था, तो आगे गर्दन की वृद्धि हुई। हालाँकि, जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, छिद्र अभी भी चैनल के थे। जब तापमान 1 150 ° C था, तो गर्दन की महत्वपूर्ण वृद्धि देखी जा सकती थी। उसी समय, कण

एक दूसरे से जुड़े और पोर्स अलग-थलग पड़ गए।


XIAO et al [11] ने टारगेट करते हुए नोड्यूल बनाने की शुरुआत की। कम घनत्व के कारण नोड्यूल में परिणाम संभव था। हालांकि, पृथक पोर्स नोड्यूल्स लाने के लिए एक और कारक हो सकता है। चूँकि पृथक छिद्रों का विस्फोट होगा जब प्लाज्मा मैग्नेट्रोन स्पटरिंग के दौरान प्लाज्मा से टकराता है। इसलिए, पृथक पोर्स के वॉल्यूम अंश को कम करना बहुत महत्वपूर्ण था।


चित्रा 6 में 18 एमपीए और 2 घंटे के लिए 1 150 डिग्री सेल्सियस पर दबाए गए AZO लक्ष्य गर्म की SEM छवि दिखाई देती है।


सापेक्ष घनत्व 96% मापा गया और थोड़ा बढ़ा। पारा घुसपैठ पोर्सिमीटर ने चैनल छिद्रों का पता नहीं लगाया। जैसा कि चित्र 6 में दिखाया गया है, छिद्रों को अलग-थलग किया गया था, जिससे पता चलता है कि संरक्षण समय को लम्बा खींचने के साथ, पृथक छिद्रों को कुशलता से नहीं हटाया जा सकता है।


हीटिंग दर, हरे रंग की कॉम्पैक्टिटी और तापमान का घनत्व मुख्य कारक हैं जिनके परिणामस्वरूप पृथक छिद्र हो सकते हैं। जैसा कि चित्र 4 में दिखाया गया है, पृथक छिद्रों का आयतन अंश 1 050 ° C के तापमान पर न्यूनतम था। इसलिए, अलग-अलग छिद्रों के न्यूनतम मात्रा अंश के साथ उच्च-घनत्व लक्ष्य प्राप्त करने के लिए, दो-चरण गर्म दबाने का कार्य किया गया था। पहले चरण में, गर्म दबाव 1 घंटे के लिए 1 050 डिग्री सेल्सियस पर बनाया गया था, और फिर एक और 1 घंटे के लिए लक्ष्य को 1 150 डिग्री सेल्सियस पर और गर्म दबाया गया था। चित्रा 7 AZO लक्ष्य के SEM फ्रैक्चर आकारिकी से पता चलता है। जैसा कि चित्र 7 में दिखाया गया है, लक्ष्य बहुत घना था। कुछ पृथक छिद्र देखे जा सकते हैं। सापेक्ष घनत्व 99% मापा गया, सैद्धांतिक घनत्व के बहुत करीब।


अंजीर। अलग-अलग तापमान पर बनाए गए AZO लक्ष्य की फ्रैक्चर आकृति विज्ञान की 5 SEM छवियां और 30 मिनट के लिए 18 एमपीए: (ए) 850 डिग्री सेल्सियस; (b) 950 ° C; (c) 1 050 ° C; (d) 1 150 ° C


अंजीर के 6 एसईएम छवि 18 एमपीए में गर्म प्रेस और 2 घंटे के लिए 1 150 डिग्री सेल्सियस


अंजीर। दो चरण के गर्म दबाव द्वारा किए गए AZO लक्ष्य की 7 SEM छवि


SUN एट अल [15] ने पर्ची के दबाव रहित सिन्टरिंग द्वारा 99.6% के सापेक्ष घनत्व के साथ AZO लक्ष्य तैयार किया

कास्टिंग। लेकिन 1 400 ° C का पापी तापमान बहुत अधिक था।



3.3 गर्म दबाने के दौरान चरण संरचना में परिवर्तन होता है

स्पिनल चरण सामग्री की तुलना 1 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर वातावरण में गर्म दबाने और सिंटरिंग द्वारा किए गए लक्ष्यों के बीच की गई थी। चित्रा 8 AZO लक्ष्य के XRD पैटर्न में अंतर प्रस्तुत करता है। जैसा कि चित्र 8 (ए) में दिखाया गया है, मुख्य शिखर लगभग समान थे। चित्रा 8 (बी) 2 64 = 64.7 ° °65.6 ° पर ZnAl2O4 चोटी के आवर्धित प्रोफाइल को दर्शाता है। AZO लक्ष्य की गर्म दबाने की प्रक्रिया के दौरान, दो प्रतिक्रियाएं होती हैं। एक यह है कि अल dopant Zn को बदलने के लिए ZnO जाली में फैलता है, दूसरा यह है कि ZnO Al2O3 के साथ ZnAl2O4 के स्पिनल चरण बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। दो प्रतिक्रियाओं को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:


अंजीर। 8 (बी) से देखा जा सकता है कि गर्म दबाए गए लक्ष्य में स्पिनल की सामग्री वातावरण में sintering द्वारा बनाई गई तुलना में कम थी। दरअसल, दबाव रहित साइनिंग में आमतौर पर सिंटरिंग तापमान 1 300 ° C से अधिक था। इसलिए, वातावरण में सिंटरिंग द्वारा किए गए लक्ष्य में स्पिनल चरण सामग्री गर्म दबाव द्वारा किए गए लक्ष्य की तुलना में बहुत अधिक थी।

चित्रा 9 गर्म दबाने के दौरान तापमान के साथ चरण संरचना के विकास को दर्शाता है। यह देखा जा सकता है कि 900 डिग्री सेल्सियस से कम तापमान पर, लक्ष्य में Al2O3 चरण है। जब तापमान 1 000 ° C था, तो Al2O3 चरण गायब हो जाता है लेकिन ZnAl2O4 चरण होता है। और 1 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर, ZnAl2O4 चरण की सामग्री थोड़ी बढ़ जाती है।


अंजीर। गर्म दबाव और वातावरण में sintering द्वारा किए गए AZO लक्ष्य के 8 XRD पैटर्न: (ए) XRD पैटर्न; (b) 2θ = 64.7 ° °65.6 ° पर आवर्धित प्रोफाइल

अंजीर। 9 घंटे के लिए 35 एमपीए पर गर्म दबाव द्वारा अलग-अलग तापमान पर किए गए AZO लक्ष्यों का 9 चरण संरचना विकास



3.4 तापमान का प्रभाव और AZO लक्ष्य की विद्युत प्रतिरोधकता पर समय का संरक्षण


प्रतिक्रिया (4) के अनुसार, जब कोई Al3 + एक Zn2 + की जगह लेता है, तो एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन उत्पन्न होता है। इस प्रकार, AZO लक्ष्य बिजली का अच्छा चालक हो सकता है। AZO लक्ष्य की प्रतिरोधकता Zn2 + आयनों की मात्रा पर निर्भर करती है जो गर्म दबाने के दौरान Al3 + आयनों द्वारा प्रतिस्थापित हो जाते हैं। चित्रा 10 गर्म दबाव तापमान के साथ AZO लक्ष्य की प्रतिरोधकता के परिवर्तन को दर्शाता है।


अंजीर। 10 2 मिनट के लिए 35 एमपीए में AZO की प्रतिरोधकता पर गर्म दबाव तापमान का प्रभाव


अंजीर। 10 से, यह देखा जा सकता है कि 900 ° C के तापमान पर, प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया तब हुई, जब Al2O3 चरण है, जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 9. लेकिन क्योंकि प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया कुशलता से नहीं हुई, प्रतिरोधकता उच्च स्तर पर थी। । जब गर्म दबाने का तापमान 1 000 ° C तक बढ़ गया था, प्रतिरोधकता तेजी से घटकर 0.08 tocm से 0.018 wascm हो गई। यह बताता है कि कई Zn2 + आयनों को Al3 + आयनों द्वारा बदल दिया गया था। हालांकि, जब तापमान 1 100 तक बढ़ गया था

° C, प्रतिरोधकता ०.००६ ३ ivitycm तक नीचे चली गई। इससे पता चला कि कई Zn2 + आयनों को Al3 + द्वारा बदल दिया गया था। इस बीच, अधिक ZnAl2O4 की पीढ़ी के साथ, जैसा कि चित्र 9 में दिखाया गया है, प्रतिरोधकता की गिरावट की प्रवृत्ति को धीमा कर दिया गया था क्योंकि ZnAl2O4 ने इलेक्ट्रॉन तितर बितर केंद्र के रूप में कार्य किया था जो इलेक्ट्रॉन की गतिशीलता को कम करता था।


चित्रा 11 गर्म समय पर संरक्षण समय के साथ AZO लक्ष्य की प्रतिरोधकता की विकास प्रवृत्ति को दर्शाता है

1 100 ° C का तापमान दबाने पर। आम तौर पर, संरक्षणवाद समय की वृद्धि के साथ कम होता जा रहा था। 0.5 एच से 1 एच तक, प्रतिरोधकता 0.01 0.00cm से 0.006 tocm जल्दी से कम हो गई थी।

इस चरण के दौरान, प्रतिस्थापन एक वर्चस्व वाली प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिरोधकता कम होती है। 1 एच से 2 एच तक, प्रतिरोधकता लगभग समान थी। संभवतः, इस चरण के दौरान, ZnAl2O4 की प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया और पीढ़ी का प्रभाव संतुलित है। गर्म दबाव के साथ, प्रतिस्थापन फिर से हावी प्रक्रिया बन गई जिसके कारण विद्युत प्रतिरोधकता 3 × 10−3 Ω⋅cm तक नीचे चली गई।


अंजीर। 11 एज़ो लक्ष्य की प्रतिरोधकता पर समय के संरक्षण का प्रभाव 1 100 ° C और 35 MPa पर गर्म होता है


4। निष्कर्ष

1) तापमान में वृद्धि, दबाव और संरक्षण के समय के साथ, गर्म दबाव विधि द्वारा किए गए AZO लक्ष्य के सापेक्ष घनत्व में वृद्धि हुई थी। हालांकि, तापमान अधिक महत्वपूर्ण कारक था। 1 050 डिग्री सेल्सियस पर, पृथक छिद्रों का आयतन अंश न्यूनतम था।

2) सुपर उच्च घनत्व AZO लक्ष्य (सापेक्ष घनत्व का 99%) दो चरण गर्म दबाव विधि द्वारा बनाया गया था।

3) 900 ° C से कम तापमान पर, Al2O3 चरण था; 1 000 डिग्री सेल्सियस से अधिक के तापमान पर, ZnAl2O4 चरण उत्पन्न किया गया था और इसकी सामग्री को तापमान में वृद्धि के साथ बढ़ाया गया था।

4) गर्म दबाने की विधि से वातावरण में सिंटरिंग पर यह फायदा हुआ कि ZnAl2O4 की सामग्री कम थी और सिंटरिंग तापमान भी कम हो सकता है।

5) बढ़ते गर्म तापमान और संरक्षण के समय, AZO लक्ष्य की विद्युत प्रतिरोधकता

बहुत कम हो गया। 3 MP 10−3 achievedcm की एक कम प्रतिरोधकता 35 MPa के दबाव में हासिल की गई थी, गर्म दबाने से 10 घंटे के संरक्षण के लिए 1 100 ° C का तापमान।


की एक जोड़ी: नहीं

अगले: नहीं