氧化鉻綠結構與性能的第一性原理研究.pdf

1、氧化鉻是重要的無機顏料，由于原料、制備方法、反應條件的不同導致了氧化鉻綠的形貌、顆粒度以及顏色參數(shù)的不同。對比國內(nèi)外主要廠家的Cr2O3顏料產(chǎn)品色度和成分發(fā)現(xiàn)，在Cr2O3含量99％以上，其它雜質(zhì)元素的種類、含量相近的情況下，色度參數(shù)卻有很大的差異。對于導致這種差異的本質(zhì)原因的研究報道較少。本文通過Cr2O3的不同實驗制備結果，對Cr2O3的呈色進行了系統(tǒng)的研究；通過理論計算，更深層次揭示了結構參數(shù)對Cr2O3性質(zhì)的影響，預測了結構參數(shù)

2、與性能的關系，為不同性能Cr2O3的制備及工藝優(yōu)化提供分析依據(jù)。
　　實驗研究發(fā)現(xiàn)，與商業(yè)Cr2O3顏料的制備方法對比，純CrOOH通過熱分解法同樣可以制備出來的Cr2O3顏料的顏色為黃綠色，而且具有較高的近紅外反射率(84%)， Ti的摻雜可以增大Cr2O3的近紅外反射率，而且其顏色還可以保持明亮的黃綠色；CrOOH在不同氣氛下制備Cr2O3顏料的形貌，Cr2O3含量各不相同，全程通氧制得的樣品形貌呈球狀，顆粒均勻，Cr2O3含

3、量最高，與商業(yè)樣品最相似，全程通氮制得的樣品形貌呈扁片狀，顆粒表面附有雜質(zhì)，Cr2O3含量最低。不同氣氛下制備 Cr2O3顏料的形貌和Cr2O3含量的不同導致了Cr2O3顏料的顏色參數(shù)和晶胞參數(shù)也各不相同；在100%N2-0%O2下，硫銨法制備出來的樣品為NaCrS2，在較高氧分壓下制備出來的樣品為Cr2O3，我們推測是NaCrS2反應的中間產(chǎn)物。較高含氧量情況下，硫銨法制備出來的樣品均為Cr2O3，不同氣氛下制備Cr2O3顏料的顏色參

4、數(shù)和晶胞參數(shù)也各不相同。
　　模擬計算得出，Cr2O3的基態(tài)磁結構為反鐵磁(AFM)，其磁結構在晶格應變的情況下可以發(fā)生轉變。在基態(tài)磁結構下，晶格的壓縮，O-2p電子和Cr-3d電子的態(tài)密度值降低，導帶向高能方向移動，價帶向低能向低能方向飄移，價從而使帶隙變寬。晶格拉伸時，呈現(xiàn)出相反的變化；介電函數(shù)和反射率隨著晶格應變的變化規(guī)律相同。晶格拉伸或者壓縮時，Cr2O3特征吸收峰的峰位和峰強都發(fā)生了明顯的變化，這些變化直接影響著Cr2O