二维周期性多孔La_(0.83)Sr_(0.17)Mn_(0.9)Zn_(0.1)O_3发射率研究

基于麦克斯韦方程组,利用时域有限差分方法(FDTD)计算了二维周期性多孔钙钛矿型氧化物La_(0.83)Sr_(0.17)Mn_(0.9)Zn_(0.1)O_3(LSMZO)的光谱特性,讨论了结构尺寸对光谱特性的影响。计算结果表明,当孔径约比热辐射波长小一个量级时,周期性多孔LSMZO的发射率比块体材料有所提高,这对改善热致变色材料的性能具有一定的指导意义。     

航天用热致变色材料低太阳吸收率研究

La_0.7Ca_0.2Sr_0.1MnO₃热致变色材料是一种发射率随温度变化的热控功能材料,不足的是这种材料的太阳吸收率过大。针对此问题,本文从多层薄膜理论和最优化理论出发,获得了基于多层薄膜的低太阳吸收率热致变色材料。根据计算得到的膜系结构参数,采用电子束蒸发法在热致变色材料表面沉积了多层薄膜,并对设计计算与实验测试结果进行研究和分析。研究表明:多层薄膜结构的设计能将热致变色材料的太阳吸收率从0.78降低至0.27,提高了热致变色材料的实用性。     

热致变色可变发射率材料的制备与辐射特性研究

采用固相反应法制备了钙钛矿型锰氧化物热致变色材料,机械加工制得了薄层样品,测量了样品的晶体结构、居里温度以及辐射特性,分析了材料组分对样品居里温度和辐射特性的影响.试验结果表明,热致变色材料的发射率在相转变温度点附近会随温度的变化而突变.     

热致变色材料辐射和光学特性研究

采用固相反应法制备了相变温度接近室温的热致变色材料,研究了不同掺杂元素和掺杂浓度对热致变色材料辐射和光学特性的影响,并利用K-K分析模型导出了热致变色材料的光学常数。结果表明:热致变色材料LCSMO和LSMO(x=0.175)的发射率在相变温度附近出现剧烈变化,并且光常数在很大的频域范围内可自主调制。     

热致变色纳米节能薄膜红外光学特性

采用室温溅射沉积和空气热氧化方法低成本地制备出纳米结构热致变色节能薄膜。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪和红外光谱分析仪等对其特性进行测试分析,研究了热氧化退火与VO2薄膜的微结构和热致红外开关特性的内在关系,找出了直接影响薄膜的晶粒尺寸、晶格结构、组分、热滞回线和红外透射比等的主要因素及其控制方法,获得了最佳工艺参数并在玻璃上制备出高能效的纳米VO2热致变色节能薄膜。根据X射线衍射谱和拉曼光谱结果,利用相关公式计算得到VO2的平均晶粒大小约为45 nm。薄膜在2.5μm波长处相变前后红外透射比差量超过50%,相变温度为39℃,可见光透射比约达53%,显示了很好的热致变色性能。     

La0.67Ba0.33MnO3薄膜的激光辐照效应研究

利用脉冲激光沉积技术在LaAlO3(00l)单晶衬底上制备了La0.67Ba0.33MnO3薄膜,研究了CO2激光辐照对La0.67Ba0.33MnO3薄膜的微结构和磁电性能的影响.结果表明,经激光辐照后,La0.67Ba0.33MnO3薄膜的结晶性增强,薄膜应变减小;薄膜表面形貌由"岛状"结构变为"平原"结构,且粗糙度大大降低;同时,薄膜的饱和磁化强度、铁磁居里温度、金属-绝缘态转变温度和磁电阻增大,而矫顽场和电阻率减小.根据对传统退火效应的分析和理论计算,认为激光辐照导致的表面微结构的变化以及薄膜的氧含量和均匀性的提高对La0.67Ba0.33MnO3薄膜的磁电性能的改善与优化密切相关.     

多孔型热致变色材料表面辐射特性研究

分别采用固相反应法和胶晶模板法制备出了块状和多孔型的钙钛矿锰热致变色材料。研究了不同制备工艺对材料居里温度的影响,探讨了不同掺杂比例、表面粗糙度和表面微结构对材料表面辐射特性的影响。结果表明,由于制备工艺不同,两种不同结构钙钛矿锰材料的居里温度相差较大,但其发射率均随温度升高而增大;而在室温以上,多孔材料的发射率明显比块状材料要大。同时,表面粗糙度对材料表面辐射特性的影响较大。     

颜料含量对复合涂层红外发射率的作用机制研究

以聚氨酯(PU)为粘合剂,某片状金属粉为颜料,采用刮涂法制备了PU/片状金属复合涂层。对不同颜料含量条件下涂层的红外发射率进行了测试,并采用扫描电镜对涂层的微结构进行了观察。发射率测试结果表明,涂层发射率随金属粉含量增加呈“∪”型变化。微结构观察结果表明,PU/片状金属复合涂层由PU和片状金属粉交错堆叠而成,具有类似一维光子结构特征。基于涂层的微结构特征,对具有转折变化特征的4个金属粉含量点状态下涂层中一维光子结构的反射光谱进行了模拟计算,结果表明：PU/片状金属复合涂层的发射率随金属粉含量变化呈“∪”型变化关系特征主要是由涂层中一维光子结构的主反射峰中心波长随颜料含量增加所产生的蓝移现象引起的。     

一维光子晶体热辐射光谱控制模拟研究

将一维金属-介质光子晶体应用于热辐射光谱控制,基于电磁波理论建立了光谱能量关系和光谱特性计算方法.采用钨(W)和二氧化硅(SiO2)设计了一维金属-介质光子晶体,从麦克斯韦方程组出发,研究了该一维结构的光谱特性.研究结果表明,该结构能够有效地结合材料自身光谱属性和光子晶体的光谱控制特性实现热辐射光谱特性的选择控制,可被用于热光伏系统实现热辐射光谱控制.     

晶粒尺度对热致变色材料辐射特性的影响

研究了原材料在不同粒径、不同烧结温度条件下所生成钙钛矿锰氧化物热致变色材料的晶粒尺度变化,进而分析了晶粒尺度对材料辐射特性的影响。结果表明:不同粒径原材料在同一烧结温度下烧结的样品晶粒尺度近乎相等,发射率变化幅度相当,相变温度保持不变。同粒径原料在不同温度下烧结,材料晶粒尺度随烧结温度升高而增大;经比较不同晶粒尺度材料的辐射特性,可知大晶粒尺度材料在高温时发射率较高,低温发射率较低,使发射率整体变化幅度提高,而对材料相变温度则几乎没有影响。