(Ca,Cr)共掺YAG陶瓷的红外辐射性能研究

通过高温固相反应合成工艺制备了(Ca,Cr)共掺YAG陶瓷,研究了Ca~(2+)、Cr~(3+)离子掺杂对YAG陶瓷红外辐射性能的影响。X射线衍射分析结果表明,Ca~(2+)、Cr~(3+)离子掺杂样品具有钇铝石榴石结构。红外性能测试表明:掺杂前后样品在0.75~2.5?m波段的红外吸收率由0.03提升至0.90,较之掺杂前提高了29倍。通过基于吸光度测试结果的计算发现,(Ca,Cr)共掺使得YAG陶瓷禁带宽度下降了1.77 e V,使得自由载流子吸收得以强化,这可能是(Ca,Cr)共掺YAG陶瓷在近红外波段具有高发射率的主要原因。     

镧、铈掺杂TiO_2超滤膜的制备

考察了镧、铈掺杂对二氧化钛(TiO2)超滤膜的影响。镧掺杂可以有效抑制TiO2晶型随烧结温度增加的急剧转变。镧、铈掺杂可以有效控制膜层的粒径和孔径,并提高其抗酸碱性能。TiO2膜层粒径为60~80nm,孔径为10~60nm,抗酸碱性能较差;而经镧、铈掺杂后的TiO2膜层粒径为50nm左右,孔径为10~20nm,抗酸碱性能较好,其中镧掺杂效果优于铈掺杂。     

铈镧复合氧化物对ZnVCrO陶瓷显微结构及压敏性能的影响

采用混合氧化物工艺经850℃、4h烧结制备了铈镧复合氧化物掺杂的ZnVCrO基压敏陶瓷,综合应用XRD、SEM、EDS和伏安电学特性测试等方法研究了铈镧复合氧化物掺杂在0%~0.6%(质量分数)范围内对显微结构和压敏性能的影响。结果显示,所有样品以ZnO为主晶相,以Zn_3(VO_4)_2、ZnCr_2O_4为第二相,含掺杂样品中还形成Ce(La)VO_4固溶体,其含量随掺杂量增加而升高。铈镧复合氧化物对烧结影响不大,但其含量大于等于0.4%(质量分数)时可大幅提高ZnVO基压敏陶瓷显微组织的均匀性。0.4%(质量分数)铈镧复合氧化物掺杂样品压敏性能最优:非线性系数为24.7,压敏电压为1 029V/mm,漏电流为92μA/cm~2。     

堇青石基复合节能涂层的制备与红外辐射性能

为了制备抗热震性好、红外发射率高的涂料,以Fe₂O₃,MnO₂和堇青石粉末为原料高温固相反应合成后,添加Cr₂O₃制成红外辐射粉末,再在其基础上以硅溶胶为粘结剂配以各种助剂制备红外辐射涂料,采用涂刷工艺在耐火砖表面制备红外辐射涂层。利用热重-差热分析仪（TG-DSC）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）及红外光谱对粉末的热稳定性、物相、形貌、分子结构进行分析,并测试了涂层的红外发射率、抗热震性及附着力。结果表明:30.88%硅溶胶,18.53%水,0.62%聚羧酸钠,0.51%聚丙烯酸钠,0.05%羟乙基纤维素,49.41%红外辐射粉末,制备的红外辐射涂层具有较好的红外辐射性能和抗热震性能,在6²0μm波段内涂层的红外发射率在0.70以上,最高可达0.91,可在1 300℃高温下长期使用,涂层与基体的附着力为1级。     

氧化锆-正铌酸镧复合陶瓷的力学性能

采用常压和热压烧结制备了掺入不同含量正铌酸镧 (LaNbO4)的四方ZrO2 基复合陶瓷。X 射线衍射分析表明经高温烧结后复合陶瓷中LaNbO4相保持稳定。测定了热压烧结条件下所制得的ZrO2 LaNbO4复合陶瓷的力学性能。结果表明 :LaNbO4的加入使材料的断裂韧性均较单一组份的ZrO2 或LaNbO4陶瓷有明显提高。对烧结LaNbO4多晶体进行了透射电镜分析 ,证实其晶粒内部普遍存在畴结构 ;对断口进行了扫描电镜分析 ,并对LaNbO4的作用机理进行了讨论     

掺镧BiFeO3薄膜的制备及光伏特性研究

采用溶胶–凝胶法,用乙二醇甲醚作溶剂溶解Bi(NO3)3、Fe(NO3)3和La(NO3)3制备前体溶液,通过化学溶液沉积法在FTO导电玻璃基板上合成La3+掺杂的BiFeO3(BFO)薄膜,并研究了La3+掺杂对BiFeO3的能带及其光伏性能的影响。BiFeO3薄膜呈多晶钙钛矿结构,且随着La3+掺杂量的增加,BiFeO3的晶格常数依次递减。掺杂10%La3+的BiFeO3的能隙比未掺杂时稍有减小,为2.71 eV,随着La3+掺杂量的增加,BiFeO3的能隙增加到2.76 eV。采用改良法制备的La3+的掺杂量为10%的BiFeO3薄膜的最大开路电压为0.4 V,具有良好的光伏性能。     

铈掺杂硼酸钙镧晶体的生长与性能研究（英文）

硼酸钙镧晶体是一种激光基质晶体,以其优秀的物理特性而受到广泛关注。稀土离子掺杂的硼酸钙镧晶体在紫外激光器领域的研究尚不多见。本研究采用顶部籽晶法成功生长出尺寸为40 mm×21 mm×6 mm的铈掺杂硼酸钙镧晶体。研究了铈掺杂硼酸钙镧晶体室温光谱性质,测量了室温下其透过光谱以及紫外-吸收光谱,发现铈离子掺杂导致晶体在200～288 nm以及305～330 nm紫外波段吸收较强。测试了室温下铈掺杂硼酸钙镧晶体的激发光谱,并且利用波长260 nm的连续光激发得到发射光谱,发现主要发射带中心波长位于290,304,331和353 nm处,对应于铈离子5d态到²F_5/2和²F_7/2态的跃迁。对铈掺杂硼酸钙镧晶体的热学性质进行了研究,发现其在300 K下具有较高的热导率(6.45 W/(m·K)),且随着温度升高保持良好的热稳定性。358 K条件下,热膨胀系数及c方向的晶格常数分别为2.94×10^–6/K和0.91240 nm,随着温度升高至773 K,线性增加到5.3×10^–...     

掺镧BiFeO3纳米颗粒的制备及磁性能分析

以XBiFeO3为基体,掺入不同含量的LaG素,采用溶胶凝胶法制备Bi1-xLaxFeO3纳米颗粒,用失重分析初步确定了粉体适宜的烧结温度范围,用XRD测试手段分析了含La量不同的样品在烧结过程中的相变化以及结构变化,用SEM和TEM观察了粉体的形貌特征和尺寸特征,用SQUID对粉体进行了磁性能分析,结果表明,当烧结温度500℃、烧结时间2h、La掺杂量为0．10-0．20时,可得到纯相产物且结晶性好;当掺La量为0．20时,纳米粉的磁性较好。     

Cu~(2+)掺杂Mn_(1.5)Cr_(1.5)O_4材料的结构及其红外辐射性能

采用高温固相反应,在950℃下制备了Cu2+离子掺杂的Mn1.5Cr1.5O4红外辐射材料。利用热分析(TG-DSC)、XRD、红外光谱(IR)、拉曼光谱和红外辐射测试等方法测试样品的结构和红外辐射性能,研究了体系中Cu2+离子在晶体中的存在方式和Cu2+离子含量对样品红外发射率的影响。结果表明,掺杂的Cu2+离子以占据着尖晶石结构的四面体位置而存在于晶体材料中;体系中随着Cu2+离子含量的增加,样品的红外发射率不断变大,当体系中CuO含量为30%时,材料的红外发射率达到最大值,此时1~22,8~14和3~5μm波段的平均发射率分别为0.946,0.937和0.929。     

(La1-xMgx)2Ce2O7-x的合成与热物理性能

Mg对La₂Ce₂O₇的掺杂可提高其热膨胀系数、降低其热导率, 从而改善其作为热障涂层材料的性能。采用溶胶-凝胶法制备了(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x系列组成样品。X射线测试表明: 当 0≤x≤0.4时, 所有(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x 样品均与La₂Ce₂O₇具有相同的缺陷萤石结构, 且晶胞参数随x的增大而递减; 当x?0.4时, 样品中出现MgO的峰。在组成相同的情况下, 样品(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x (0≤x≤0.4)的热膨胀系数随温度升高而增大, 而热导率随温度升高而降低。在相同温度下, 不同组成样品(La_1-xMg_x)₂Ce₂O_7-x (0≤x≤0.4)的热膨胀系数随x的增大而增大; 而样品的热导率则随Mg掺杂量的增加呈先增大后减小的趋势。在此基础上, 探讨了Mg掺杂对La₂Ce₂O₇的物相、晶胞参数、热膨胀系数以及热导率的影响机理。     

聚氨酯/青铜-Sm_2O_3复合涂层的近红外吸收与发射率性能EI北大核心CSCD

以青铜（bronze）粉与Sm2O3为复合颜料,聚氨酯（PU）为黏合剂,制备了PU/bronze-Sm2O3复合涂层。系统研究了涂层的红外发射率、近红外吸收性能及力学性能。结果表明：Sm2O3的存在可有效降低涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率,青铜粉的存在可有效降低涂层在8-14μm波段的红外发射率;通过调节青铜粉与Sm2O3质量比,涂层在8-14μm波段的红外发射率可在0.422-0.782范围内调节,涂层对1.06μm与1.54μm近红外光的反射率可分别在46.8%-65.0%和49.3%-70.7%范围内调节;所制备PU/bronze-Sm2O3复合涂层具备优良的力学性能,在不同青铜粉与Sm2O3质量比下,其附着力与耐冲击强度分别可达到1级和50kg·cm。     

Ge/ZnS一维光子晶体的设计、制备及低红外发射率性能

通过从理论上分析介质层厚度、不同介质材料的折射率差及周期数对一维光子晶体红外发射率的影响规律,设计得到了可实现8~14μm波段低红外发射率性能的Ge/ZnS一维光子晶体。随后采用光学镀膜技术在石英基片上通过交替沉积Ge层和ZnS层的方法制得所设计的一维光子晶体,并采用扫描电镜(SEM)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)分别对其微结构及光谱发射率进行了系统研究。结果表明,所制备一维光子晶体在8~14μm波段具有低红外发射率性能,其平均发射率可低至0.195。采用Ge、ZnS等无机半导体材料,通过合理的一维光子晶体设计同样可以获得低至0.2以下的红外发射率。     

多彩氧化钨薄膜的红外电致变色性能研究

电致变色材料能够在可见-红外宽频谱范围内对吸收率、透过率、反射率和发射率进行动态调节,是人工调制材料光谱特征的有效手段。在实际应用场合,对于色彩(可见光)与热辐射(红外线)可控调节的需求往往并存,利用单一电致变色器件实现可见、红外双波段的光学调制性能具有重要意义。现阶段对于电致变色材料的设计主要集中于可见光谱的调节能力及颜色转变,忽略了对材料红外光谱的探究。本研究选取具有法布里–铂罗(F-P)空腔结构的多彩氧化钨薄膜进行可见–红外宽频谱电致变色探究,具有F-P空腔结构的氧化钨薄膜材料在可见光区呈现多样化、明亮的颜色,再对多彩薄膜进行图案化设计,即可得到具有各种图案的多彩薄膜,并且在外加偏压的作用下可以实现多样化的颜色转变。同时,多彩氧化钨薄膜的红外反射率也可获得明显的可控调制效果,在中波段(Medium Wave, MW)3.5μm左右处不同颜色薄膜均可获得高于25.00%的红外调制率。本研究表明,多彩氧化钨薄膜可以实现可见–红外宽频谱的分立、可控调节,在智能窗、热管理、辐射制冷等应用领域有巨大潜力,可达到光、热性能协同调制的效果。     

(Bi0.85Sb0.15)1-xAsx的电输运和红外光学特性研究

采用熔融法制备了(Bi_0.85Sb_0.15)_1-xAs_x合金, 用X射线衍射和电子能谱仪进行物相和组份表征, 随As掺杂量的增加, 晶胞体积收缩,名义掺杂浓度低于8%的样品没有出现杂相。在温度T =100 K以下, 母体Bi_0.85Sb_0.15的直流电阻温度关系呈现半导体特性, 而(Bi_0.85Sb_0.15)_0.95As_0.05在12~300 K范围都显示金属性。从红外反射光谱可知, Bi_0.85Sb_0.15的等离子边在远红外区且随温度下降向低频移动, 是窄带隙半导体的热激发行为。室温下(Bi_0.85Sb_0.15)_0.95As_0.05的自由电子等离子频率相比母体移动并不明显, 但是散射率增大, 在中红外600~2000 cm^-1区间光电导谱比Bi_0.85Sb_0.15高, 经分析可知是源于带尾态的出现。综合对电输运和红外光谱的分析可知, (Bi_0.85Sb_0.15)_0.95As_0.05的费米能级应处于扩展态区, 而并非定域态。     

低红外发射率水性聚氨酯/青铜复合涂层的制备及性能表征

为改善传统低红外发射率聚氨酯(PU)/青铜复合涂层的环保性能,以自制水性聚氨酯(WPU)为黏合剂,片状青铜粉为功能颜料,采用简单的刮涂法制备了具有低发射率、低光泽特性和良好力学性能的绿色环保型WPU/青铜复合涂层;系统地研究了固化温度、青铜粉添加量及交联剂对涂层性能的影响规律。结果表明:该涂层的发射率和光泽度均随着固化温度的升高而逐渐降低,较高的固化温度有利于实现涂层的低发射率和低光泽特性;随着青铜粉添加量的增加,涂层发射率呈先降低后升高的趋势,涂层光泽度呈逐渐降低并趋于稳定的变化规律;水性交联剂的使用可明显提高涂层的硬度,当交联剂添加量为3%(质量分数)时,涂层具有良好的综合性能,发射率和光泽度可分别低至0.269和6.4,硬度、附着力和耐冲击强度可分别达到3H、1级和500N·cm。     

高红外遮蔽SiZrOC纳米纤维膜的制备及其性能研究

陶瓷纤维具有较好的力学、耐高温和抗热震性能,是重要的高温隔热材料.目前,传统陶瓷纤维膜高温隔热性能不佳,限制了其在高温隔热领域的应用.本研究采用静电纺丝技术制备了具有高红外遮蔽性能的SiZrOC纳米纤维膜,纤维的平均直径为(511±108)nm,组成为SiO2、ZrO2、SiOC和自由碳.SiZrOC纤维膜展现出优异的...     

多晶氧化钨薄膜的制备及其红外反射调制性能研究

通过工艺参数的优化,采用直流反应溅射工艺成功地制备了具有良好的电化学循环稳定性的多晶氧化钨薄膜.Raman散射光谱研究表明:随着锂离子和电子的共同注入,多晶薄膜中的W⁶⁺逐渐被还原为W⁵⁺.红外反射测试表明:电子注入薄膜后,成为自由载流子,使得氧化钨薄膜表现出一定的金属特性,具有一定的红外反射调制能力.采用该工艺制备的WO₃/ITO/Glass结构的发射率可在0.261～0.589的范围内可逆调节.     

石墨烯红外低发射率涂料制备及性能研究

将石墨烯应用在红外低发射率涂料中,研究了其漆膜电导率、红外发射率和力学性能.研究表明,当石墨烯添加量为1.5%时,电阻率降至0.59×10^6Ω·cm,漆膜发射率可降至0.13,相对传统纯金属的,红外低发射率漆膜红外发射率明显降低,且漆膜具有更优异的力学性能.     

溶胶—凝胶法制备PCT铁电陶瓷

本文报导了通过溶胶—凝胶法制备Ｐｂ_（１－ｘ）ＣａｘＴｉＯ_３（ｘ＝０．１～０．３）铁电陶瓷原料粉末，所得粉末具有较高的活性、纯度和均匀度。研究了不同掺ＣａＯ量对晶体结构和烧结温度的影响。在ＰＣＴ晶相生成前未发现有烧绿石或其它过渡晶相的出现。使用该粉末通过１０００～１２００℃的烧结过程，所得ＰＣＴ陶瓷可达理论密度的８８～９４％。     

BTO基多铁陶瓷的制备及物理性能研究

多铁材料在新型器件领域的应用非常广泛,其研究已成为当今材料研究领域的热点之一.钛酸钡(BaTiO3,BTO)在室温下具有较强的铁电性、高介电常数和电光特性等丰富的物理性能,吸引了科研人员对其进行多铁化的研究.本工作通过固相烧结法制备BTO和BaTi0.94(TM1/2Nb1/2)0.06O3(TM=Mn/Ni/Co)陶...