李森林1, 2,罗婷1,夏光华1,王建春3,方益进3
(1. 景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院,江西 景德镇 333403;2. 合肥标兵新材料科技有限公司,安徽 合肥 231501;3. 浙江古婺窑火陶瓷文化有限公司,浙江 金华 321000)
摘 要:以Fe2O3-CuO-MnO2系过渡金属氧化物材料为研究对象,研究基础体系中各氧化物之间的摩尔配比及杂质掺杂对材料双波段红外辐射性能的影响。利用IRE-2双波段发射率测量仪测量材料在3 μm~5 μm、8 μm~14 μm的常温红外发射率;利用紫外可见光分光光度计测定材料的UV-VIS吸收光谱,借助Tauc plot法计算材料的禁带宽度,利用XRD、SEM-EDS分析材料的物相变化及显微结构特点。研究发现,Fe2O3-CuO-MnO2体系的尖晶石型红外材料的8 μm~14 μm波段发射率远高于3 μm~5 μm波段。Fe2O3含量的提高会引起尖晶石晶格发生畸变及禁带宽度的下降,进而提高材料的红外发射率。掺杂Cr2O3、稀土氧化物Eu2O3和Y2O3会显著降低材料的禁带宽度,3 μm~5 μm发射率得到明显提升。其中,掺入Y2O3后3 μm~5 μm发射率提高了22.3%,达到0.890;掺杂Cr2O3对材料8 μm~14 μm红外发射率影响显著,发射率由0.909提升至0.956。
关键词:禁带宽度;晶格畸变;双波段;红外发射率