臺灣博碩士論文加值系統

論文摘要：

本實驗觀察尖晶石顆粒在岩鹽晶粒基材中，是否因熱驅動達成晶向關係，以及兩者因相互擴散引起之缺陷集合(defect clusters)，以及此複合材料之微觀組織演化。NiO/CoO系統以1：2莫耳比例配製，在1000oC熱處理72小時後分別爐冷及空冷，空冷試片可得均質NiO/CoO為1：2莫爾比的岩鹽結構，但晶粒大小為雙尺寸，且小晶粒環繞大晶粒分佈。再以720℃(特性溫度T/Tm=0.45)熱處理2小時、20小時和72小時爐冷後，以穿透式電子顯微鏡觀察微觀組織及晶向關係。結果發現，在720℃恆溫熱處理2小時後，含鈷較多但溶有鎳，因氧化而成之介穩定尖晶石顆粒與岩鹽晶粒基材已達成平行磊晶關係，且尖晶石顆粒為原先的小顆粒相變後，聚結(coalesce)而進入基材。繼續加長熱處理時間之後，尖晶石相持續增多且鎳含量漸減，而相對應之岩鹽相含鎳量則漸增。720℃退火72小時後，分佈在富鎳之岩鹽結構基地中的穩定尖晶石顆粒都有平行的磊晶關係，此種於低特性溫度調整晶向關係的現象，可以尖晶石顆粒在岩鹽結構基材之晶界及晶粒內均能較易轉動(布朗運動)來描述。但奈米尺寸時，熔點隨顆粒變小而大幅降低的因素，可能導致特性溫度被大幅低估。另一方面，介穩定的岩鹽或尖晶石顆粒由於同時溶入Co2+、Co3+和Ni2+，因體積補償及電荷補償效應造成缺陷，並在內部造成缺陷聚集的順晶(paracrystal)分佈，此順晶的產生可於退火或爐冷時在差排處成核及生長。在1000℃爐冷試片的岩鹽基材中出現之順晶，可能為同一試片中尖晶石相析出之前驅物；反之，後續720℃熱處理的試片，爐冷後則可發現細小岩鹽結晶析出物於尖晶石顆粒之中，顯示兩相在過冷情況下，皆可因過飽和而析出另一相。720℃長時間退火的試片，富含鎳之岩鹽相中的順晶大多已變成尖晶石，而富含鈷之穩定尖晶石中則有順晶出現，可能是進一步序化的前驅物。

目錄 頁次

誌謝 i
論文摘要 ii
目錄 iv
圖表目錄 v
前言 1
實驗步驟及方法 4
配粉 4
壓片 4
熱處理 4
X光繞射分析 4
掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察 4
穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察 5
實驗結果 6
X光繞射分析 6
掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察 6
穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察 7
討論 9
顆粒調整結晶方位的機制 9
影響顆粒布朗運動的因素 12
燒結岩鹽結構氧化鈷和氧化鎳形成雙尺寸晶粒之原因 14
岩鹽結構雙尺寸晶粒對尖晶石化速率差異的因素 15
氧化鈷和氧化鎳中陽離子互溶所產生的缺陷化學 15
結論 19
參考文獻 20

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