以锌锭为原料, 采用锌蒸气直接氧化法制备出了四针状氧化锌晶须, 研究了蒸发温度及氧化温度对晶须形貌的影响。结果表明: 当蒸发温度为980~1 050 ℃时, 产物为四针状氧化锌晶须, 属六方纤锌矿晶体结构; 当蒸发温度为950 ℃时, 产物为非晶须, 呈颗粒状或片状, 氧化反应温度为900 ℃时, 获得形貌均匀的四针状氧化锌晶须, 降低反应温度至800 ℃, 四针状氧化锌晶须的单根针状体变长; 四针状氧化锌晶须按气-固方式进行生长, 单根针状体晶须按螺旋位错方式长大。
所属栏目
国家自然科学基金资助项目(50774014); 国家高技术研究发展计划资助项目(2008AA03Z514)
收稿日期
2010/12/92011/9/8
作者单位
揭晓武:北京矿冶研究总院冶金研究设计所, 北京 100044
王成彦:北京矿冶研究总院冶金研究设计所, 北京 100044
李敦钫:北京矿冶研究总院冶金研究设计所, 北京 100044
尹飞:北京矿冶研究总院冶金研究设计所, 北京 100044
陈永强:北京矿冶研究总院冶金研究设计所, 北京 100044
备注
揭晓武(1980-), 男, 江西南丰人, 工程师, 硕士。
引用该论文:
JIE Xiao-wu,WANG Cheng-yan,LI Dun-fang,YIN Fei,CHEN Yong-qiang.Tetrapod Zinc Oxide Whisker Prepared by Direct Oxidation of Zinc Vapor[J].Materials for mechancial engineering,2011,35(12):85~88
揭晓武,王成彦,李敦钫,尹飞,陈永强.采用锌蒸气直接氧化工艺制备四针状氧化锌晶须[J].机械工程材料,2011,35(12):85~88
参考文献
【1】
WANG Zhong-lin.Nanostructures of zinc oxide[J]. Meterials Today,2004,7(6):26-33.
【2】
ZHENG K, XU C X, ZHUA G P,et al. Formation of tetrapod and multipod ZnO whiskers[J]. Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 2008,40(8):2677-2681.
【3】
WANG Fei-fei, CAO Li, PAN An-lian,et al. Synthesis of tower-like ZnO structures and visible photoluminescence origins of varied-shaped ZnO nanostructures[J]. J Phys Chem C,2007,111(21):7655-7660.
【4】
CHU Xiang-feng, JIANG Dong-li, ALEKSANDRA B D,et al. Gas-sensing properties of thick film based on ZnO nano-tetrapods[J]. Chemical Physics Letters,2005,401(4/6):426-429.
【5】
魏昶, 罗天骄, 黄卉, 等.四针状氧化锌晶须制备方法及其在复合材料中的应用[J]. 矿冶,2004,13(1):64-67.
【6】
FULLER M L. Twinning in zinc oxide[J]. Journal of Applied Physics, 1944, 15(2):164-170.
【7】
KITANO M, HAMABE T, MAEDE S,et al.Growth of large tetrapod-like ZnO crystals: I. Experimental considerations on kinetics of growth[J]. Journal of Crystal Growth,1990,102(4):965-973.
【8】
陈艺锋,唐谟堂,杨声海,等.四针状氧化锌晶须的研究进展[J]材料导报, 2004,18(1):39-42.
【9】
肖松文, 马荣骏, 肖骁, 等.氧化锌晶须的连续生产工艺方法及其装置:中国,CN1321798A[P]. 2000-04-30.
【10】
ZHOU Zuo-wan, DENG Hai, YI Jing, et al. A new method for preparation of zinc oxide whiskers[J]. Materials Research Bulletin,1999, 34(10/11):1563-1567.
【11】
杜媛媛, 丘克强, 曾恒志, 等.真空度控氧制备四脚状纳米氧化锌晶须及影响因素[J]. 有色金属,2008,60(4):52-54.
【12】
陈艺锋, 唐谟堂, 张保平, 等.气相氧化法制备氧化锌的结晶形貌[J]. 中国有色金属学报, 2004,14(3):504-508.
【13】
HU J Q, LI Q, WONG N B,et al.Synthesis of uniform hexagonal prismatic ZnO whiskers[J]. Chem Mater, 2002,14(3):1216-1219.
【14】
NEWTON M C, WARBURTON P A. ZnO tetrapod nanocrystals[J]. Materials Today,2007,10(5):50-54.
【15】
WAGNER R S, ELLIS W C.Vapor-liquid-solid mechanism of single crystal growth[J]. Applied Physics Letters,1964,4(5):89-90.
【16】
GAO P X, WANG Z L.Substrate atomic-termination-induced anisotropic growth of ZnO nanowires/nanorods by the VLS process[J]. J Phys Chem B,2004,108(23):7534-7537.
【17】
DAI Y, ZHANG Y, LI Q K et al. Synthesis and optical properties of tetrapod-like zinc oxide nanorods[J]. Chemical Physics Letters, 2002, 358(1/2):83-86.
【18】
WANG Z L, KONG X Y, ZUO J M. Induced growth of asymmetric nanocantilever arrays on polar surfaces[J]. Physical Review Letters,2003,91(18):185502.1-185502.4.
【19】
CHEN Z, SHAN Z W, CAO M S, et al. Zinc oxide nanotetrapods[J]. Nanotechnology,2004,15(3):365-369.
【20】
IWANAGA H, FUJII M, TAKEUCHI S.Inter-leg angles in tetrapod ZnO particles[J]. Journal of Crystal Growth,1998,183(1):190-195.