锌蒸气的氧化行为与氧化锌的结晶形貌

摘要

用热重法测定了不同气氛下锌蒸气的氧化动力学曲线, 用扫描电镜跟踪观察分析了产物的结晶形貌, 结果表明, 氧化动力学遵守直线规律时, 产物是无定形、颗粒状和单针状的ZnO; 氧化动力学为抛物线规律时, 产物是四针状或多针状的ZnO. 动力学转变规律的原因是锌蒸气中气态锌原子与凝聚生成的锌液滴之间存在动态平衡, 气态锌原子的氧化过程遵守直线规律; 而锌液滴的氧化过程分为两个阶段, 分别受收缩球状界面反应模型R3和三维扩散模型D4动力学控制, 表观活化能分别为106.3～108.2和114.2～117.3 kJ/mol; 扩散过程实际上是锌原子通过氧化膜层由里向外扩散, 扩散系数D=2.46～9.70×10-5 cm2/s.