摻雜型鑭錳氧化物的制備及其紅外發(fā)射率研究.pdf

1、南京航空航天大學博士學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：申星梅申請學位級別：博士專業(yè)：材料加工工程指導教師：徐國躍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Na離子和K離子分別替代La離子，發(fā)現一價離子在鈣鈦礦結構中的溶解度較低，離子很難融入晶格中。一價離子摻雜使體系轉變?yōu)轫槾艖B(tài)，電子自旋共振波譜強度隨摻雜濃度的增大而減小，表明樣品中不成對電子濃度減小，從而降低了軌道躍遷幾率，發(fā)射率減小。由于

2、自發(fā)極化增強了偶極矩的振動，在8~14μm波段出現了新的紅外吸收峰。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，并且一價摻雜樣品的發(fā)射率在288~373K之間隨著溫度沒有明顯變化。因此，一價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構的變化以及所產生的內應力，體系中電

3、子聲子散射和磁散射增強，導電性和鐵磁性減小。同時，畸變的晶格導致體系在8~14μm波段出現新的紅外吸收。然而體系的發(fā)射率呈現出先增大后減小的趨勢，當缺位量x=0.2時，樣品的發(fā)射率最大，這與樣品在8~14μm波段強的紅外吸收有關。由此得出，紅外吸收對體系發(fā)射率的影響大于導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0.159，計算得出313K時其向外

4、輻射的能量為440.8Wm2，輻射性能增加24.6%。可見，缺位樣品作為熱控制材料有更廣闊的應用前景。4.鑒于MnOMn網絡結構對樣品性能的重要影響，利用Cu離子和Ti離子替代占據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，樣品結構趨于有序化，體系對稱性降低，因此不對稱振動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波段出現了兩個新的紅外吸收峰。由于摻雜使體系由鐵磁態(tài)轉變?yōu)轫槾艖B(tài)，

5、以及在8~14μm波段強的紅外吸收，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有明顯變化。可見，B位摻雜樣品不適合做熱控制材料。5.從鑭錳氧化物ABO3結構摻雜特性出發(fā)，分析和總結了鑭錳氧化物的晶格結構、電磁特性和紅外吸收與紅外發(fā)射率之間的相互關系，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構、電子結構與磁結構相互耦合作用的結果。6.在鑭錳氧化物體材料紅外發(fā)射率研究的基礎上，制備鑭錳氧化物薄膜和涂層材