摻雜型鑭錳氧化物的制備及其紅外發(fā)射率研究.pdf

1、南京航空航天大學(xué)博士學(xué)位論文摻雜型鑭錳氧化物的制備及其紅外發(fā)射率研究姓名：申星梅申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：材料加工工程指導(dǎo)教師：徐國(guó)躍201006摻雜型鑭錳氧化物的制備及其紅外發(fā)射率研究II2.采用一價(jià)Na離子和K離子分別替代La離子，發(fā)現(xiàn)一價(jià)離子在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)中的溶解度較低，離子很難融入晶格中。一價(jià)離子摻雜使體系轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾艖B(tài)，電子自旋共振波譜強(qiáng)度隨摻雜濃度的增大而減小，表明樣品中不成對(duì)電子濃度減小，從而降低了軌道躍遷幾率，發(fā)射率減小。由于

2、自發(fā)極化增強(qiáng)了偶極矩的振動(dòng)，在8~14μm波段出現(xiàn)了新的紅外吸收峰。磁性能的降低與8~14μm波段的紅外吸收使一價(jià)摻雜樣品的發(fā)射率偏高，K摻雜樣品的發(fā)射率大于Na摻雜樣品的發(fā)射率，并且一價(jià)摻雜樣品的發(fā)射率在288~373K之間隨著溫度沒(méi)有明顯變化。因此，一價(jià)摻雜體系不適合作為熱控制材料。3.首次研究了A位離子缺位體系的紅外發(fā)射率特性，并成功制備出發(fā)射率變化差值較大的樣品。由于A位缺位量的增加造成空間結(jié)構(gòu)的變化以及所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，體系中電

3、子聲子散射和磁散射增強(qiáng)，導(dǎo)電性和鐵磁性減小。同時(shí)，畸變的晶格導(dǎo)致體系在8~14μm波段出現(xiàn)新的紅外吸收。然而體系的發(fā)射率呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)缺位量x=0.2時(shí)，樣品的發(fā)射率最大，這與樣品在8~14μm波段強(qiáng)的紅外吸收有關(guān)。由此得出，紅外吸收對(duì)體系發(fā)射率的影響大于導(dǎo)電性和鐵磁性的影響。缺位量x=0.2樣品的發(fā)射率在288~373K之間的變化值為0.2，僅在室溫288~313K附近發(fā)射率變化值就達(dá)0.159，計(jì)算得出313K時(shí)其向外

4、輻射的能量為440.8Wm2，輻射性能增加24.6%。可見(jiàn)，缺位樣品作為熱控制材料有更廣闊的應(yīng)用前景。4.鑒于MnOMn網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)樣品性能的重要影響，利用Cu離子和Ti離子替代占據(jù)B位的Mn，考察B位摻雜樣品的紅外發(fā)射率特性。隨著Cu摻雜濃度的增加，樣品結(jié)構(gòu)趨于有序化，體系對(duì)稱性降低，因此不對(duì)稱振動(dòng)引起的紅外吸收變大，電子自旋共振波譜的寬度變窄。Ti摻雜樣品在8~14μm波段出現(xiàn)了兩個(gè)新的紅外吸收峰。由于摻雜使體系由鐵磁態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾艖B(tài)，

5、以及在8~14μm波段強(qiáng)的紅外吸收，B位摻雜樣品的發(fā)射率偏高，并且在288~373K之間隨著溫度的變化沒(méi)有明顯變化。可見(jiàn)，B位摻雜樣品不適合做熱控制材料。5.從鑭錳氧化物ABO3結(jié)構(gòu)摻雜特性出發(fā)，分析和總結(jié)了鑭錳氧化物的晶格結(jié)構(gòu)、電磁特性和紅外吸收與紅外發(fā)射率之間的相互關(guān)系，得出摻雜鑭錳氧化物的紅外發(fā)射率特性是紅外輻射與晶格結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)與磁結(jié)構(gòu)相互耦合作用的結(jié)果。6.在鑭錳氧化物體材料紅外發(fā)射率研究的基礎(chǔ)上，制備鑭錳氧化物薄膜和涂層材