高压下ZnO超快极性扩散过程研究

 利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等手段，研究了在5 GPa 压力下六方ZnO粉末的结晶过程。系统考查了温度与保温时间对ZnO扩散与结晶过程的影响。结果发现，在高压下ZnO固体的扩散速度大大增加，400 ℃保温0.5 h即可获得理论密度达99%以上的单相、致密的六方相ZnO陶瓷，所有样品均沿晶界开裂，并导致500 ℃以上只能获得单晶与多晶混合的粉末样品；850 ℃保温5 min可制备出平均尺寸超过100 μm、最大尺寸超过350 μm的浅黄色单晶。对实验结果的分析表明：ZnO固体在高压下可能存在一种超快极性扩散机制，这一效应使高压下的ZnO晶粒沿择优方向迅速生长，晶界快速迁移，相邻晶粒生长融合，最后形成单晶；而晶粒在生长过程中沿其它方向发生收缩，促使样品沿晶界开裂。     

一套基于六面顶高压装置的静水压高频介电测试系统

 以一套6×14 400 kN六面顶高压装置和一台Agilent 4294A精密阻抗分析仪为主体,建立了一套静水压高频介电实时测试系统。通过固体传压介质预成型方法,解决了液体测试腔在固体传压介质中的密封以及包括4根微同轴电缆在内的多根测量导线引出密封边问题,将常压下通用的四同轴阻抗谱测试技术引入了高压研究。液体测试腔容积可达(Φ13×15) mm³,可同时容纳10 mm×10 mm样品、高频测试夹具、温度与压力传感器、加热装置,以及包括4根外径为1.6 mm、特性阻抗为50 Ω微同轴电缆在内的16根引线,进行室温至300 ℃、常压至3 GPa 静水压力、测试频率40 Hz~5 MHz范围材料的四线阻抗谱测量,实验误差小于3%。利用这套装置观察了室温下,BaTiO₃单晶在约2.6 GPa静水压力下的压致铁电-顺电相变。