过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备和研究

本文用固相烧结法制备了Fe2O3-MnO2-Co2O3-CuO系列材料,改变其中Fe2O3和MnO2的含量,并通过结构表征和红外辐射率的测定,分析了影响各波段红外辐射率的主要因素.实验发现,随着样品中Fe含量的增加和Mn含量的减少,样品在长波段的辐射率有所增加,而短波段的辐射率有所下降.选择八面体占位能相差较大的多种离子混合掺杂将有利于红外发射率的提高.     

尖晶石型红外辐射陶瓷的研究

以(1-x)Fe2O3·xMnO2体系为基础,比较了不同冷却制度、烧成气氛等I-E条件对样品在8～14μm波段红外发射率的影响,以确定最佳的制备工艺;对红外发射率最高的样品,用不同质量分数的CuO、Co2O3、Ni2O3、Cr2O3金属氧化物进行掺杂,在最佳的工艺条件下合成,并进行正交优化.结果表明:在还原气氛中合成样品有利于红外辐射率的提高,采用空气中快速冷却的工艺也有利于提高辐射率;当Fe2O3的质量分数为20%时,样品具有较高的红外辐射性能,其红外辐射率为0.869;当外加质量分数为7%的CuO,8%的Ni2O3,6%的Cr2O3和C2O3时,样品红外发射率值最高,其值可达0.951.     

稀土离子掺杂Co2O3-ZnO-NiO-Fe2O3陶瓷在特定波段的红外辐射性能（英文）

用常规固相合成法成功地制备出La^3＋,Ce^3＋,Pr^3＋及Nd^3＋掺杂的Co2O3–ZnO–NiO–Fe2O3陶瓷材料。用X射线衍射分析、红外吸收光谱和IRE–2双波段红外发射率测量仪对材料的结构特征与红外辐射性能进行研究。稀土离子主要以八面体配位形式进入Co2O3–ZnO–NiO–Fe2O3类尖晶石型体系中取代Ni^2＋,形成有限置换型固溶体结构,导致体系晶胞参数从0.8383nm缩小为0.8373nm。样品的红外辐射性能随La^3＋,Ce^3＋,Pr^3＋及Nd^3＋离子半径的降低呈现极值的变化,掺杂质量分数为0.5%的Ce^3＋在8～14μm波段的平均辐射率最高,可达0.92。     

组分偏离对堇青石结构及红外辐射性能的影响

采用固相反应法制备组分偏离的堇青石基红外辐射材料。利用X射线衍射仪、红外光谱仪和IR-2双波段发射率测试仪对样品结构和红外辐射性能进行了表征,结果表明：在1300℃制备的Si偏离量x=0.50的全波段辐射率达到0.90,8～14μm波段红外辐射率达到0.94;Mg偏离量x=0.10的全波段红外辐射率达到0.90,8～14μm波段红外辐射率达到0.93;Al偏离量x=0.20的全波段辐射率达到0.89,8～14μm波段红外辐射率达到0.93。适当的组分偏离能有效提高样品的红外辐射性能。     

稀土离子掺杂Co2O3-ZnO-NiO-Fe2O3陶瓷在特定波段的红外辐射性能

用常规固相合成法成功地制备出La3 ,Ce3 ,Pr3 及Nd3 掺杂的Co2O3-ZnO-NiO-Fe2O3陶瓷材料.用x射线衍射分析、红外吸收光谱和IRE-2双波段红外发射率测量仪对材料的结构特征与红外辐射性能进行研究.稀土离子主要以八面体配位形式进入Co2O3-ZnO-NiO-Fe2O3类尖晶石型体系中取代Ni2 ,形成有限置换型固溶体结构,导致体系晶胞参数从0.8383nm缩小为0.8373nm.样品的红外辐射性能随La3 ,Ce3 ,Pr3 及Nd3 离子半径的降低呈现极值的变化,掺杂质量分数为0.5%的Ce3 在8～14μm波段的平均辐射率最高,可达0.92.     

MnO_2-Fe_2O_3-CuO-Co_2O_3红外辐射节能涂料制备与性能研究

以Fe2O3、Mn O2、Cu O、Co2O3等过渡金属氧化物经高温固相反应制备了尖晶石结构的红外辐射粉料,然后按等质量比加入硅酸盐粘接剂制备了红外辐射节能涂料,用XRD、红外辐射测量仪和热膨胀仪等对红外辐射陶瓷粉料的微观结构和性能进行了表征,采用热震法和烧水对比试验对红外辐射涂料的耐热震稳定性和节能效果进行了研究。结果表明,经1080~1150℃高温焙烧制备的尖晶石结构的红外辐射粉料在8~14μm波段的辐射率均在0.89以上,涂层具有良好的附着力和耐热震稳定性。烧水模拟试验表明,涂覆红外辐射节能涂料后不锈钢容器的吸热和热交换能力明显增加,能耗可降低28%左右。     

Fe_2O_3颜料对聚乙烯热稳定性和堆肥降解的影响研究

对Fe2O3含量为0%,1%和2%的聚乙烯样品进行了X射线衍射和热重分析,发现添加三氧化二铁会降低聚乙烯的结晶度和热稳定性。对堆肥试验后样品的红外光谱和核磁共振谱分析发现,Fe2O3能加速聚乙烯分子链上羰基和过氧基的形成。研究自由基捕捉剂的捕捉结果发现,添加Fe2O3的样品堆肥后,有醛、酮、羧酸类物质以及小分子烷烃类物质生成。     

NiFe_2O_4红外高辐射涂层的制备及其热物理性能

采用固相法制备具有反式尖晶石结构的NiFe2O4粉体,将该粉体与硅酸钠水溶液混合制备了高辐射涂层。研究了NiFe2O4粉体的晶相结构、合成过程以及基料粉体的预处理温度、粉体粒径及涂层厚度等因素对NiFe2O4涂层辐射率的影响。结果表明:以Fe2O3和Ni2O3为原料,经过1 200℃高温固相反应可以制得具有高辐射率的反式尖晶石NiFe2O4粉体。制得的涂层辐射率随着NiFe2O4粉体粒径的减小而增加;随着涂层厚度的增加,辐射率呈现出先迅速增大至某一峰值然后缓慢下降,最后趋于某一固定值的变化规律。涂层厚度为0.08mm时红外辐射率最高为0.90。涂层的耐温性能良好。     

ZnO对MgO-Al2O3-SiO2体系的结构和红外辐射性能的影响

采用固相反应法制备名义组成为Mg2 ( 1x) Zn2xAl4Si5O1 8(x =0～ 0 .6)的红外辐射材料 ,测试了样品的红外辐射性能 ,并用XRD ,IR ,2 9SiMASNMR等方法研究了体系的结构。研究结果表明 :x≤ 0 .2时样品主要为Zn2 固溶α堇青石结构 ,Zn2 的固溶使T1 (与 [MgO6 ]八面体一起在六元环之间起连接作用的四面体 )和T2 (组成六元环结构的四面体 )四面体上Al,Si分布的有序度提高 ,引起α堇青石晶格产生畸变 ,增强了晶格振动的非简谐效应和样品的红外辐射性能。x =0 .2时样品的红外辐射性能达到最佳 ,其法向全波段比辐射率达到 0 .89,在 8～ 2 5 μm内各波段的辐射率达到 0 .90～ 0 .93。x >0 .2时样品的红外辐射性能随x的增大而降低 ,x≥ 0 .4时样品中主要形成 (Mg1xZnx)Al2 O4尖晶石固溶体和方石英     

合成方法对堇青石的结构和红外辐射性能的影响

分析采用液相和固相制备方法合成堇青石粉料，利用XRD，TG－DTA，SEM和红外辐射测试等研究方法研究了合成样品的结构和红外辐射性能。结果表明，两种方法合成的堇青石在室温下的法向全波段红外辐射率均达到0．84以上，而且液相合成样品的红外辐射率高于固相样品，这可归于合成粉料颗粒形态对红外辐射性能的影响。     

一类新的非线性光学材料的研究——Fe_2O_3氧化物超微粒溶胶

80年代以来,超微粒材料的光学非线性引起了广泛的注意,其大的三阶光学非线性系数和快的响应,可能在光电子学中获得应用。这种非线性,是由具有量子尺寸效应(quantum size effect)的超微粒中的载流子限域运动(carrier confinement)和载流子间相互作用引起的,局域场效应(local field effect)可增强这一非线性过程。尤其是     

高温钢坯防氧化涂料用易熔玻璃粘结剂的制备及改性

为使防氧化涂料在高温普碳钢坯上粘附,熔制了P2O5-ZnO-Na2O系基础玻璃,用B2O3,Fe2O3,MnO,CoO,NiO 进行改性并对其性能进行了表征.结果表明,粘结剂在升温过程中有晶相析出,用B2O3和Fe2O3改性后其软化温度为750℃,继续用MnO,CoO,NiO改性其软化温度为596℃;热处理前粘结剂为无...     

铁锈对环氧乙烷水溶液失控反应的影响

采用绝热量热仪对环氧乙烷(EO)水溶液?铁锈/Fe2O3体系进行了绝热量热实验,得到了铁锈、Fe2O3固体与EO水溶液接触时的起始放热温度、最高放热温度和压力、绝热温升、失控反应过程温度、压力等参数. 结果表明,在实验条件下EO水溶液与现场铁锈接触时失控反应特征不明显,未出现温度、压力剧升现象;发生失控反应的起始放热温度、最高反应温度、最高压力等随EO浓度降低而减小,达到最大反应速率的时间在30 min内,30wt% EO水溶液?Fe2O3体系的起始放热温度接近100℃,纯EO?Fe2O3体系的起始放热温度为150℃. Fe2O3固体比现场铁锈对EO及其水溶液失控反应的催化诱导作用更明显,且随EO浓度升高,失控后果更严重.     

利用Ca2+掺杂增强钙钛矿型LaFeO3的红外发射率

采用固相反应法,在空气气氛中制备了纯LaFeO3和Ca2+掺杂的LaFeO3,对其在近红外波段的发射率进行了研究和比较. 结果表明,掺杂10mol% Ca2+的La0.9Ca0.1FeO3在3?5 ?m波段的红外发射率达0.92,比纯LaFeO3提高了119%. 原因为Ca2+掺杂进入LaFeO3的晶格后,在其半导体带隙中引入Fe4+杂质能级,形成了跃迁激活能仅需0.1 eV的Fe3+?Fe4+小极化子吸收带,增强了LaFeO3的红外辐射性能.     

Black ceramic coatings on Ti alloy with enhanced high absorptivity and high emissivity by plasma electrolytic oxidation

A black ceramic coating with high absorptivity and emissivity was successfully prepared on TA7 (Ti-5Al-2.5Sn) in a hybrid electrolyte solution by plasma electrolytic oxidation for improving the imaging precision of optical system. The influence of electrolyte components and technical parameters on the composition, structure, and optical properties was investigated. The results show the coatings with typically porous structure are mainly composed of O, P, Si, Ti, V, Fe, and Ni. The corresponding amorhous oxide in the outer layer endows the coating with strong absorption in the visible light and infrared areas, and the crystallized TiO₂ indwelling the inner layer contributes to the strong UV absorption property. In addition, the micropores of the coatings have different size ranges corresponding to the wavelengths, facilitating the increase of absorptivity and emissivity in some degree. The absorptivity and emissivity can be adjusted by electrolyte components and technical parameters. The coating presents the best absorptivity of 0.962 and emissivity of 0.950 in the electrolyte solution of 3 g/L NH₄VO₃, 5 g/L FeSO₄, and 5 g/L C₄H₆O₄Ni under 400 V for 10 minutes.     

优质高发射率涂料及其节能效果

以Ｆｅ２Ｏ３为基，加ＭｎＯ２、Ｃｏ２Ｏ３、ＣｕＯ在１２６０℃烧结后磨细，制成高发射率粉末。加入研制的粘结剂，解决了涂料与金属基体的粘结问题。采用上有涂料的电阻带及复合炉衬，电阻炉可节能４０％。在炉窑上单用涂料，亦有显著节能效果。     

Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中铝、铁的反应行为

以Al2O3, Fe2O3和Na2CO3为原料,对Na2O-Al2O3-Fe2O3系烧结过程中的反应行为进行了详细研究. 基于溶出率与时间、温度的关系,证明Na2O×Al2O3和Na2O×Fe2O3的生成反应动力学都服从Zhuralev-Lesokin-Tempelman模型,表观活化能分别为186.59和80.92 kJ/mol,表明Na2O×Fe2O3比Na2O×Al2O3在动力学上更易形成;Al2O3易与Na2O×Fe2O3反应形成Na2O×Al2O3和Fe2O3,在1273 K烧结30 min,所得熟料Al2O3溶出率达98.51%;Fe2O3对Na2O×Al2O3的形成有双重作用,在1273 K下可加速Na2O×Al2O3的形成,超过1323 K,促使Na2O×Al2O3分解成Na2O和b-Al2O3,且随着温度升高或时间延长,分解程度增高,从而导致熟料中Al2O3溶出率显著降低.     

Fe3O4／聚苯胺纳米复合材料的吸波性能研究

以磺基水杨酸（SSA）为乳化剂和掺杂剂,过硫酸铵（APS）为氧化剂,采用乳液聚合的方法合成了导电聚苯胺（PANI）包覆磁性四氧化三铁（Fe3O4）的纳米核-壳复合材料,并对纳米Fe3O4及复合材料进行了XRD、SEM、FT—IR表征。研究了Fe3O4／PANI纳米材料在2～18GHz范围的微波电磁特性与吸波性能,结果表明：复合材料密度为0．12g／cm^3时,其平均衰减为-5dB,最大衰减为-12dB,衰减为-5dB时的频宽可达6GHz。     

油酸包覆型Fe_2O_3对铁厂沟煤加氢热解特性的影响

采用固定床反应器考察了干混法添加油酸包覆型Fe2O3对煤加氢热解特性的影响,并与添加常规Fe2O3进行比较。对其催化作用下得到的半焦进行了TG、BET和XRD表征,焦油进行GC模拟蒸馏分析。结果表明:(1)采用常规Fe2O3考察铁的添加量时,在添加量为5%时焦油产率最高,由不加催化剂时的14.3%提高到16.3%。添加油酸包覆型Fe2O3时,煤的热解转化率更高,焦油产率由不加催化剂时的14.3%提高到18.0%。(2)添加油酸包覆型Fe2O3和常规Fe2O3得到的半焦反应性基本相同,半焦的孔结构则是添加油酸包覆型Fe2O3时最发达;添加油酸包覆型Fe2O3的半焦表面Fe晶粒的直径28 nm,小于添加常规Fe2O3的半焦表面Fe晶粒的直径39.5 nm。(3)加入常规Fe2O3和油酸包覆型Fe2O3都使得焦油品质得到提高,但两者相比,常规Fe2O3作用下得到的焦油品质更高。