高红外辐射材料的膨润土掺杂改性研究

采用自蔓延燃烧法制备以钴铁氧体(CoFe2O4)为基体的高红外辐射材料,并通过掺杂膨润土提高材料机械强度.按照钴铁氧体(CoFe2O4):膨润土=1∶9,3∶7,5∶5,7∶3,9∶1的质量比进行混合,将材料压制成片,分别在600℃、800℃和1000℃下烧结,通过XRD、SEM、红外辐射测试、机械性能测试等方法研究混合材料的结晶行为、红外辐射性能和机械强度.结果表明:材料的结晶行为、红外辐射率、机械强度与膨润土的掺杂比例(R)、烧结温度有关.R =5∶5的样品经600℃烧结后,烧结产物的红外辐射率可达0.938,材料的机械强度可达54.54 N/mm2.     

自蔓延燃烧法合成CoFe2O4与红外辐射性能研究

采用溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备了具有高红外辐射性能的钴铁氧体CoFe2O4.利用TG-DSC、FTIR、XRD、SEM以及比表面积、红外发射率测试等对干凝胶、自蔓延燃烧粉末及烧成产物进行了表征,研究了柠檬酸与总金属离子的摩尔比对所合成CoFe2O4粉体红外辐射性能的影响.结果表明,柠檬酸加入量影响干凝胶的自蔓延燃烧特性,进而影响烧成产物产物的结晶度、晶粒尺寸、形貌、比表面积以及红外辐射性能.当柠檬酸与总金属离子摩尔比为1:1时,CoFe2O4粉体结晶度好、晶粒尺寸小,烧成产物结构疏松,比表面积大(26.34 m2/g),红外辐射率高(红外法向全发射率高达0.87).     

Fe2O3-CO3O4共掺杂MgO-Al2O3-SiO2体系的红外辐射性能研究

采用固相反应法制备Fe2O3-Co3O4共掺杂MgO-Al2O3-SiO2体系的复合陶瓷材料,并通过XRD、SEM、XPS以及红外辐射测试等方法研究了样品的结晶行为与红外辐射性能.结果表明:Fe2 O3和Co3 O4共掺杂MgO-Al2 O3-SiO2体系后离子分布改变并生成混合尖晶石,从而引起品格畸变,从而有效提高材料的红外辐射性能.材料的红外发射率与其晶格畸变程度具有相同的变化趋势,并随Fe2 O3与Co3O4质量之比(R)的增加呈非线性变化.当R=3∶2时,材料在8 ～ 14 μm波段的辐射率可达0.92.     

NiO-Cr2O3系红外高发射涂层的制备与研究

以NiO、Cr2O3、TiO2、MnO2粉末为主要原料并按固定比例混合,采用高温固相焙烧与喷雾干燥方法制备成团聚粉末,经大气等离子喷涂方法制备成红外高发射率涂层.采用XRD、SEM、XPS和红外辐射测试仪分析了焙烧粉体的相结构和元素化学状态,以及涂层的表面微观形貌和红外全波段辐射性能.结果表明,在NiCr2O4尖晶石结构中掺入Ti和Mn元素会造成晶格畸变并形成混合尖晶石结构,从而提高材料的红外发射率.在常温下发射率可达0.88,具有较好的红外辐射性能.     

Ca1-xYxBi4Ti4O15铁电材料的结构和电性能研究

采用传统的固相反应法制备铋层结构铁电陶瓷材料Ca1-xYxBi4Ti4O15+x/2(x=0～0.1)(简称CYBT),研究了钇离子掺杂对CYBT陶瓷的烧结、晶相组成、显微形貌及电性能的影响.Y3+的A位取代,可以改善CYBT陶瓷的烧结性能,提高体积密度和瓷体致密度.Y3+的引入促进晶粒沿c轴方向生长,晶粒各向异性减小,室温介电常数增加.Y掺杂后离子半径差别和A空位浓度增加所产生的晶格畸变,使陶瓷的居里温度显著升高,当掺杂量x=0.10时,Tc升高了约80℃.Y掺杂显著降低了高温损耗,掺杂量x =0.075的样品表现出最好的压电性能,压电常数d33为15 pC/N.     

MnO-Cr2O3-NO系红外辐射材料的制备与性能研究

采用高温固相反应,在950℃下制备了以Mn1.5Cr1.5O4为基料的红外辐射材料,并通过掺杂不同含量的Ni2合成样品.利用热分析(TG-DSC)、XRD、红外光谱(IR)、拉曼光谱和红外辐射性能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Ni2+含量对样品红外发射率的影响.结果表明:体系中随着Ni2+含量的增加,样品的XRD、红外光谱、拉曼光谱和红外发射率都发生改变,当体系中NiO含量为30;时,样品红外发射率达到较大值,8～14 μm波段的平均发射率达0.937;3～5μm波段的发射率明显提高,从0.383提高到0.737;此时继续增加NiO含量,样品发射率变化不大.     

Tm3+掺杂堇青石的制备及红外辐射性能研究

采用固相反应法,在1350 ℃下制备理论组成为Mg2(1-x)Tm2xAl4Si5O18(x=0、0.02、0.04、0.06、0.08)的堇青石体系红外辐射材料.利用XRD、SEM、IR和红外辐射测试等研究了样品的结构与红外辐射性能.结果表明:随着Tm3+含量的增加,样品的XRD和IR谱图发生改变,样品的红外辐射性能明显增加;当x=0.08时,样品的法向全波段辐射率达到0.91.     

高电阻温度系数(La0.67Ca0.33MnO3)1-x∶Agx多晶陶瓷的研究

采用溶胶-凝胶法制备了(La0.67Ca0.33 MnO3)1-x∶Agx(x=0.00、0.10、0.15、0.20、0.3、0.4、0.5)系列多晶陶瓷样品,通过XRD、SEM和标准四探针法对材料晶体结构、表面形貌和电学性能的分析研究Ag的添加对材料性能的影响.结果表明:随着Ag添加量的增加,样品的晶格常数逐渐增大,这是由于Ag取代La3+、Ca2+进入晶格使其发生膨胀;并且样品的金属-绝缘体转变温度(Tp)随Ag添加量的增加而升高,从270 K(x=0)升高到281 K(x=0.5),这是由于Ag对La3+、Ca2+的替换导致Mn4+/Mn3+比例增大而提高了双交换作用.值得注意的是,当0.00≤x≤0.15时,TCR值随x的增大而增大,当x=0.15时达到最大值58.6;·K-1;0.15≤x≤0.5时,TCR反而随之降低,这可能是由于高添加量导致材料的烧结质量降低.     

烧结温度对CaBi4Ti4O15陶瓷电性能的影响

用溶胶凝胶法制备了CaBi4Ti4O15铋层状钙钛矿结构陶瓷样品,研究了烧结温度对其显微结构和电性能的影响,分析了相关机理,认为烧结温度过高主要会引起烧结过程中铋的挥发导致氧空位产生造成晶格畸变使材料“变硬”而影响样品的压电性能。发现在1100℃温度下烧结的样品为铋层状钙钛矿结构,晶粒发育完全,综合性能良好,居里温度为784℃,压电常数d33为7.7×10-12C/N、介电损耗tanδ为2.1×10-3。     

基于溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备LaFe1-xZrxO3纳米晶的性能研究

采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了LaFe1-xZrxO3(x=0,0.05,0.1,0.3,0.5)的纳米粒子催化剂,通过XRD、UV-vis、SEM和TEM等技术表征了这些纳米晶的物化性质及微观结构,并研究了其对亚甲基蓝紫外光照射降解的光催化活性.结果表明:所得催化剂均为立方相,原子Zr替代钙钛矿B位Fe进入晶格中并引起晶胞膨胀,晶格产生畸变.在B位掺杂Zr后,LaFeO3光催化活性明显得到提高.Zr最佳掺杂量为x=0.3,这时所形成的LaFe0.7Zr0.3O3光催化剂晶粒分散性好、尺寸分布窄,并具有均匀的微孔结构,是一种非常有前途的光催化剂.