sol-gel法制备B位掺杂铝酸镧红外辐射陶瓷材料

采用sol-gel法制备Fe、Fe-Ni离子B位掺杂的LaAlO3基红外辐射陶瓷材料,通过XRD、FTIR、SEM、IR-2、XPS等手段对掺杂试样进行表征分析。研究结果表明,掺杂后所得产物皆为钙钛矿结构复合氧化物,掺杂Fe后红外发射率有所提高但增加幅度较小,Fe-Ni共掺试样的红外辐射性能明显改善。当Fe3+掺杂量x=0.25时,在3~5μm波段的红外发射率从0.345提高到了0.821。红外发射率提高的物理机制在于:B位掺杂后存在产生氧空位和化学价变化两种补偿机制。化学价变化可产生Ni 3+Ni 2+和Fe3+Fe2+等小极化子,有助于电子从价带到导带的跃迁;随着氧空位浓度的增加,吸附氧比例增大,有利于提高材料在近中红外波段的吸收性能。因此,铝酸镧型材料作为炉窑的内衬材料可提高炉内辐射传热,具有广阔的应用前景。