Cu~(2+)、Tb~(3+)共掺杂BaZrO_3高近红外反射颜料的制备及其性能研究

环保型高近红外反射颜料可以有效缓解城市"热岛效应"和能源危机,对推动绿色建筑节能产业发展具有重要的意义。离子掺杂是实现高近红外反射颜料呈色多样性的有效手段,本研究采用溶胶-凝胶法制备了一系列铜离子和稀土铽离子共掺杂的高近红外反射Ba_(1–x)Cu_xZr_(1–y)Tb_yO_3(x=0.15,0.25,0.35;y=0,0.15)无机颜料。利用X射线衍射仪(XRD)、紫外/可见/近红外分光光度计、CIE 1976 L~*a~*b~*色度坐标等对所合成的颜料粉体的晶体结构、反射性能、颜色性能等进行表征。结果表明,在煅烧温度为1100℃时,所合成的样品均为立方钙钛矿结构;Cu~(2+)、Tb~(3+)共掺杂进入BaZrO_3晶格中,随着掺杂量的增加,颜料样品颜色由白色逐渐变为灰色再变为黄色。而且所得颜料在780～2500 nm波长范围内具有较高的近红外太阳光反射率,其平均反射率(R~*)可达到80%左右。因此,这种Ba_(1–x)Cu_xZr_(1–y)Tb_yO_3"冷"颜料粉体在建筑涂料等方面具有广阔的应用前景。     

V掺杂CaZrO_3反射颜料的制备及性能研究

以固相反应法合成新型黄色颜料CaZr_(0.9)V_(0.1)O_3。利用X射线衍射仪对样品的晶体结构进行表征,借助紫外-可见-近红外分光光度计测试合成颜料的近红外反射率和颜色参数。通过能带理论和电子跃迁假说分析颜料对光的吸收机理。结果表明:CaZrO_3掺杂V后,合成颜料的近红外反射率为95.88%,颜料的带隙由3.88eV减小为3.84eV;颜料CaZr_(0.9)V_(0.1)O_3色相处在CIEL*a*b*标准的黄色区域,并且色彩饱和度由CaZrO_3颜料的10.28增加为34.97,明度由90.71增加为93.66;CaZrO_3掺杂V后,颜色变得更深更亮。     

YBa2Cu3O7—x超导材料的水解性质

以 Y_2O_3-BaO-CuO 三元系制备的 YBa_2Cu_3O_(7-x)超导材料对水和水蒸汽很敏感。超导相 YBa_2Cu_3O_((?)-x)与水的作用随温度升高而迅速增强,通常的水解产物为 Ba(OH)_2、Y(OH)_3和 CuO。这种性质起因于晶体结构的不稳定性,因为在这类钙钛矿型的超点阵结构中存在很多氧空位。室温下,YBa_2Cu_3O_(7-x)相与水的作用较弱,而杂质相 Ba_4Y_2O_7和 BaCuO_7等可与水迅速产生反应并释放热量,从而导致 YBa_(?)Cu_3O_(7-x)脱氧、水解。     

铜掺杂磷酸锌钠的制备及其太阳光反射性能研究

采用共沉淀法制备铜掺杂磷酸锌钠作为热反射材料,通过XRD、SEM、UV-VIS-NIR分光光度计对产物进行表征,探讨了溶液p H值、掺杂量与热处理温度对产物晶体结构、表面形貌以及反射性能的影响。结果表明,当溶液p H从6增加到10时,样品NaZn0.5(Cu)_(0.5)PO_4的近红外反射率先升高后降低,当溶液p H值为9时,其近红外反射性能最优;随着铜掺杂量的增加,样品Na Zn1-x(Cu)_xPO_4的近红外反射率先升高后降低,当x=0.5时,其近红外反射率最高;热处理温度从400℃升高至700℃后,样品Na Zn0.5(Cu)0.5PO4的近红外反射率逐渐升高,经700℃热处理后近红外反射率高达60.4%。     

掺杂氧化铬颜料的红外反射特性研究

采用固相合成工艺,制备了铁掺杂、钛掺杂及铝/钛二元掺杂三类Cr_2O_3颜料,利用XRD、紫外/可见/近红外分光光度计、Color CIE色度分析软件等方法对颜料物相结构、可见/近红外反射率、颜色参数等进行了测试和表征,初步探讨了Cr_2O_3颜料结构与近红外反射率、颜色之间的相互关联.结果表明,所有样品均呈单相刚玉结构,但结晶强度和晶粒大小随掺杂元素有所差异;相比未掺杂Cr_2O_3颜料,掺铁样品的近红外反射率出现下降,而掺钛Cr_2O_3颜料的反射率则明显提高,其中铝/钛二元掺杂样品在Al(OH)_3含量3.4wt%、TiO_2含量1.07wt%时,实现700～2500nm波段平均反射率87%,2500nm处最大反射率99%.掺钛Cr_2O_3材料近红外波段反射率的显著增加,主要归因于掺钛Cr_2O_3晶粒尺寸的增大以及Cr~(3+)局域电子环境的改变.     

Al/Cr2O3复合粉体的制备及红外反射特性研究

采用液相沉淀法,制备了在片状铝粉表面包覆Cr2O3的复合粉体颜料,利用XRD、SEM、UV/VIS/NIR分光光度计、FTIR红外光谱仪等方法对颜料相结构、形貌、光谱及红外反射特性等进行了测试表征。结果表明,Cr2O3包覆层对光谱反射特性的影响随波长变化而异,波长越短,包覆前后反射率的变化越大。当Cr3+:Al摩尔比为0.2:1.0时,Al/Cr2O3复合颜料在可见光波段的反射率下降接近50%,颜色明度参数L*降低15,而8~14μm波段红外反射率下降不到10%。分析表明,包覆层对不同波长辐射的吸收系数以及表面粗糙度的差异导致了上述结果。该复合颜料对于低明度和光泽度的低红外发射率涂层设计有重要研究价值。     

(1-x)Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8-xTiO_2陶瓷微波介电性能研究

以分析纯ZnO、CuO、ZrO_2、Nb_2O_5、Ta_2O_5以及TiO_2为原料,采用传统固相法制备(1-x)Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8-xTiO_2(x=0,0.4,0.45,0.5,0.55,0.575,0.6)微波介质陶瓷。研究了TiO_2对Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8陶瓷的晶体结构、烧结特性、显微形貌以及微波介电性能的影响。结果表明,随着TiO_2含量的增加,(1-x)Zn_(0.97)Cu_(0.03)Zr(Nb_(0.93)Ta_(0.07))_2O_8-xTiO_2陶瓷的晶体结构发生改变,烧结温度明显降低,介电常数逐渐增加,谐振频率温度系数可调节至近零。当x=0.575,陶瓷可在1 070℃保温4h烧结并获得最佳的微波介电性能,介电常数εr=36.25,品质因数Q×f=53 109GHz,频率温度系数τ_f=-6.24×10~(-6)/℃。     

Pr-ZrSiO4颜料（镨锆黄）的两步法合成与表征

以ZrOCl2.8H2O、Na2SiO3.9H2O及Pr6O11为原料,采用水热合成加高温热处理两步法制备得到纳米级镨锆黄颜料.用XRD、TEM、SEM、反射光谱、L*a*b*参数等测试方法表征了样品晶体结构、形貌、颜色以及反射光谱参数.研究结果表明:水热体系溶液的pH值、水热温度、热处理温度是影响产物晶体结构及颜料性能的主要因素.综合考虑颜料的晶型、光谱差值、粒径大小、均匀性以及分散性,当反应条件为水热温度220℃,水热体系溶液的pH值为3.5,热处理温度为900℃条件下所得样品的颜料性能较佳.     

铜离子掺杂Y2Ba2O5高近红外反射颜料的制备和光学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备一系列环境友好型绿色近红外反射纳米颜料, 结构通式为Y₂Ba_(2-x)Cu_xO₅(x=0、0.25、0.50、0.75和1.0), 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、UV-vis-NIR分光光度仪和高精度分光测色仪对制备颜料的结构、形貌和光学性能进行了表征。研究结果表明, 铜离子掺杂进入Y₂Ba₂O₅晶格中, Y₂Ba₂O₅晶粒尺寸由62.1 nm降低至54.7 nm。Cu²⁺取代Y₂Ba₂O₅中的部分Ba²⁺, 粉末颜色由白色变为绿色(a*=-21.61), 禁带宽度由2.30 eV 减少到2.04 eV; 粉末呈现不规则球形结构, 粒径分布在150~300 nm范围内。掺杂Cu²⁺使粉末的近红外反射率降低, 但Cu²⁺掺杂量为x=0.50时仍然表现出较高的近红外反射率(68.80%)和太阳光反射率(45.95%)。因此, Y₂Ba_(2-x)Cu_xO₅系列高近红外反射绿色粉末作为“冷”颜料在建筑涂料方面具有巨大的应用潜能。     

疏水型近红外低反射与8～14μm低发射率兼容涂层的制备及性能表征

以纳米SiO_2为微纳结构改性剂、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为树脂基体、Al粉和Sm_2O_3为功能颜料,采用刮涂法制备得到了具有良好疏水特性的PDMS/Al-Sm_2O_3复合涂层。分析探讨了PDMS和颜料配比、纳米SiO_2添加量对涂层性能的影响规律。结果表明,PDMS和颜料配比对涂层性能具有重要影响,当涂层中PDMS和颜料配比为6∶4时,涂层的发射率和1.06μm近红外反射率分别为0.502和60.2%,同时涂层的水接触角可达到124°,要明显高于传统聚氨酯基近红外低反射与8～14μm低发射率兼容涂层。在涂层配方中添加纳米SiO_2可通过增加涂层的粗糙度而明显增强PDMS/Al-Sm_2O_3复合涂层的疏水特性,当纳米SiO_2添加量为8%时,涂层的水接触角可增大到138°,涂层的发射率和1.06μm近红外反射率仍可低至0.524和55.2%。     

高耐候太阳热反射涂料的制备

采用UVPC系统分析了多种颜料的可见光-近红外漫反射特性,并选取高反射颜料以及氟碳树脂制备涂料,研究了涂料的常规性能和太阳热反射比.测试结果表明,涂膜具有长效降温节能效果,且颜色丰富可调,可应对多领域的不同颜色及耐候要求.     

高反射比纳米TiO2的制备

采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,利用紫外-可见-近红外分光光度计测定样品在400～2500 nm的反射率.系统研究了制备条件对样品反射率的影响,并确定了最佳制备条件.所制备的纳米TiO2粉体的平均反射率大于110％,明显高于市售的太阳热反射粉,该粉体能够作为良好的太阳热反射涂料颜填料.     

Y-Ba-Cu-O超导体的磁性

我们制备了 Y_2Ba_3Cu_5O_(15-x)超导材料,测量了它的磁化率随温度的变化,并将其与固态反应前的 Y_2O_3、BaO、CuO 混合物的磁化率相比较,对实验结果进行了讨论。用以制备样品的原料纯度为:Y_2O_3—99.9%,BaO—97%,CuO—99%。将原料按     

Ce_(1-x)Pr_xO_2陶瓷颜料的结构及呈色机理

采用低温燃烧-水热合成法制备出具有不同x值的Ce_(1-x)Pr_xO_2陶瓷颜料,研究了Pr掺杂量对Ce_(1-x)Pr_xO_2晶体结构的影响,并对Ce_(1-x)Pr_xO_2陶瓷颜料呈色机理进行了分析。结果表明:Pr离子进入CeO_2晶格形成Ce_(1-x)Pr_xO_2固溶体,Ce_(1-x)Pr_xO_2的晶格常数随着Pr掺杂量的增加而增大;Ce_(1-x)Pr_xO_2晶体中的氧空位破坏了CeO_2晶体中质点排列的有序性,引起晶体内周期性势场的畸变。自由电子陷落在氧离子空位中而形成缺陷,即形成氧离子空位的F-色心,导致其吸收波长<600nm左右的可见光,从而呈现红色色调。     

太阳能光伏材料Cu_(1-x)Li_xInSe_2的合成和物理特性（英文）

将原料封装入真空石英管,在873 K进行固相反应制备了Li掺杂的Cu_(1-x)Li_xInSe_2(x=0–0.4)块体材料,并对该材料的结构、电学和光学特性进行了系统性的研究。Li掺杂之后,样品的晶体结构还保持黄铜矿结构,并能得到更大的晶粒。而电阻率从1.98×10~2??cm增大到2.73×10~8??cm。光学能隙也从0.90 e V提高到1.33 e V,增大了光伏开路电压。实验结果表明,Li掺杂的Cu_(1-x)Li_xInSe_2能有效提高光电材料的性能。     

多波段伪装隐身涂层织物的制备研究与应用

采用着色颜料、红外低发射率填料、水性聚氨酯树脂等制备水性多波段伪装涂料,采用刮涂工艺,制备可见光/近红外/热红外多波段伪装涂层织物。通过双波段发射率测量仪、光谱反射率测试仪、光泽度仪等测试手段对涂层的红外发射率、光谱反射率、镜面光泽度等性能进行了表征,此外还对涂层的理化及环境性能进行了测试。结果表明:涂层的颜色满足《GJB 1082—1991伪装网用颜色》的要求,近红外光谱反射特性在380~1100nm范围内与应用背景基本实现了"同色同谱",不同颜色斑块的发射率梯度在0.13以上,在红外成像下能够形成有效的梯度分割,与应用背景具有较好的融合效果,具有可见光/近红外/热红外隐身性能,各项指标均达到了实用要求。     

YBa_2Cu_3O_(7-y)超导体合成机理

采用 TG-DTA 热分析和 X 射线衍射相结合的方法,研究了由不同原料制取单一相 YBa2-Cu_3O_(7-(?))超导体的合成反应机理。试验结果表明,YBa2Cu_3O_(7-(?))的形成经历两个反应阶段,首先形成 BaCuO_2和 Y_2Cu_2O_5,随后这两个二元复合氧化物化合形成 YBa2Cu_3O_(7-(?))。各步反应温度受钡盐种类控制,采用 Ba(NO_3)_2原料,在750℃即可表现出超导性,T_c 达86K。     

闪光铝片颜料对金属效应注射件表面形貌与颜色的影响EI北大核心CSCD

闪光铝片颜料与高密度聚乙烯(HDPE)共混的复合材料可以通过注射工艺直接制备出具有金属闪光效应的注射件。研究了铝片颜料的含量对金属闪光效应注射件的反射率和颜色参数的影响,以及对注射件的结晶度、热导率与表面形貌的影响;分别用扫描电镜和原子力显微镜研究了铝片粒子的取向及注射件的表面形貌与微收缩。结果表明,注射件表面的反射率、白度指数(WI)和明度(L*)随着颜料的含量增大而增大,当HDPE添加质量分数5%的颜料时,反射率的最大值从25%上升到了52%,增长超过了1倍;由于闪光铝片颜料能提高复合材料的热导率和结晶度,因而促进反射率、WI与L*值的提高;悬浮铝片周围的微收缩引起微凹痕,但更高含量的颜料可以抑制微收缩,随着颜料含量的增加,表面粗糙度以及微收缩痕的长度相应变小。     

BaCe_(0.7)Y_(0.3-x)Ta_xO_(3-δ)(x=0.05,0.1)质子导体稳定性和电导率研究

通过液相法制备了BaCe_(0.7)Y_(0.3-x)Ta_xO_(3-δ)(x=0.05,0.1)质子导体粉体并压制成膜,分析了不同温度烧结后的微观形貌,并测试了其电导率与稳定性。结果表明,Ta掺杂降低了高温质子导体BaCe_(0.7)Y_(0.3-x)Ta_xO_(3-δ)的烧结活性,并且样品在沸水和CO_2气氛中的化学稳定性随着Ta含量的增加而增高;BaCe_(0.7)Y_(0.3-x)Ta_xO_(3-δ)的电导率随温度升高而升高,BaCe_(0.7)Y_(0.25)Ta_(0.05)O_(3-δ)在干燥空气气氛条件下的电导率最高,而BaCe_(0.7)Y_(0.2)Ta_(0.1)O_(3-δ)则在湿润10%H_2+90%Ar(约3%H_2O)气氛下电导率最高。     

闪光铝片颜料对金属效应注射件表面形貌与颜色的影响

闪光铝片颜料与高密度聚乙烯(HDPE)共混的复合材料可以通过注射工艺直接制备出具有金属闪光效应的注射件。研究了铝片颜料的含量对金属闪光效应注射件的反射率和颜色参数的影响,以及对注射件的结晶度、热导率与表面形貌的影响;分别用扫描电镜和原子力显微镜研究了铝片粒子的取向及注射件的表面形貌与微收缩。结果表明,注射件表面的反射率、白度指数(WI)和明度(L*)随着颜料的含量增大而增大,当HDPE添加质量分数5%的颜料时,反射率的最大值从25%上升到了52%,增长超过了1倍;由于闪光铝片颜料能提高复合材料的热导率和结晶度,因而促进反射率、WI与L*值的提高;悬浮铝片周围的微收缩引起微凹痕,但更高含量的颜料可以抑制微收缩,随着颜料含量的增加,表面粗糙度以及微收缩痕的长度相应变小。