过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备

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第２期雷中伟等：过渡金属氧化物系红外辎射材料的制备５

５８８、５８０ｃｍ～，在此蜂底波数方恳还有一个较弱的吸收谱带。可见体系随Ｆｅｚ０。的增加和Ｍｎ０２的减少，振动吸收频率向低频方向移动。这是由予尖晶石孛每个０２～被一个露霹体阳离子饔３个八面体阳离子所共有，故其振动频率与０２＿与阳离子间的键力有关，体系中随Ｆｅ含量增加和Ｍｎ禽量减少，Ｍｎ２＋、Ｍ帮＋逐渐被半径较小的Ｆｅ计、Ｆｅ２＋离子所代替，从而减弱了金属离子与氧离子之间的键强，导致吸收谱带红移。

４。４ＸＲＤ分析

图４是各样品的ＸＲＤ图谱，经查对［引，Ｘ２０撵最的主晶楣炎ＣｏＭｎ。Ｏ；立方尖晶石结构，其他样晶主晶楣均为ＮｉＭｎ。０４尖晶石结构。随Ｆｅ含量增加，结晶更趋完整，且衍射峰有微小的向大角度方向的移动，这说明晶体的熬格有微弱减小趋势，这是由予Ｆｅ离子较Ｍｎ离子稍小，所弓｜起的晶格畸变也较小，这不利于辐射率在整个红外波段的平稳。

４．５ＳＥＭ分析

对Ｘ２０与Ｘ６０样品进行了扫描电镜断面观溅。

从图４可以看出，Ｘ２０样品的晶粒较为均匀，晶粒平均直径大约７～１０ｔｔｍ，来发现有异常的大熬粒产生。Ｘ６０样髭燕粒不均匀，最大晶粒直径约为６０弘ｍ，另外空洞面积较大，空洞周围形成大缀微细晶粒。

４。６发射率影晌医素分耩

据欧阳德刚等人［６］的研究，材料在５ｔＬｍ以上波段的红外辐射主要源于二声子或多声子组合辐射，覆在２．５～５萍ｍ波段主要源予体系审电子跃迁。故通过多种离子掺杂一方面可以使晶格发生畸变，降低晶格振动对称性，从筒增强二声子或多声子组合辐射；男一方面可淡提供更多的电子鞔道能级，从而增强短波段辐射能力。

图４Ｘ２０、Ｘ６０样品的ＳＥＭ图片

表２薅系孛冀挚半径季珏，≮覆体择位锈

离子半径（Ａ）ＯＳＰＥ（Ｃａｌ／ｇ）

体系中Ｆｅ：０３、Ｍｎ０２元索为主组分，Ｆｅ２０。在约９０６℃时转变为Ｆｅ３＋Ｏ。（Ｆｅ２＋，Ｆｅ３十）反尖晶石结构，ＭｎＯ。在约９６６℃时转变为Ｍｎ２十（Ｍｎ３＋）。０。的正尖晶石结构。由于体系中有Ｃｏ、Ｃｕ等过渡金属离子，可形成多种置换型尖晶石，其置换位置主要巍离子半径与其八露然择位熊（ＯＳＰＥ）确定，体系中离子的半径与择位能如表２ｃ

圭表２中可知，尖晶石续梅孛八蹰体蕴置主要有Ｍｎ３十、Ｃ０３＋、Ｃｕ２＋、Ｃｏ抖、Ｆｅ２＋等离子，四面体位置主要有Ｍｎ抖、Ｆｅ抖、Ｆｅ２十等离子。

在蘸格常数为ａ酶理想蟊，玉立方晶俸缝擒中，四面体空隙中心位置间距为ａ／２，八面体空隙中心位置间距为（一／２／２）ａ，四筒体空隙与八面体空隙中心位置之闻阉距为（√３／４）ａｏ］。因此，当不同过渡金属离子填隙于邻近空隙中时，在四面体位置与八麟体位置之阀酶离子最爨发生离子闻的电子跃迁，从而导致短波辐射。因此，要提高上述材料红外辐射性能，应使各种离子尽量分布在邻近戆四瑟俸与八垂体位墨；又躁尖晶石巾只有１／８的四面体空隙与ｌ／２的八两体空隙填充离子，若所有离子的八面体占位能均相近，则必然尽量分散填充，使离子阗阕距较大，影嚷壹离子阅电子转移导致的红外发射，故选择八面体占位能相差较大的多种离子混合掺杂将有利于红外发射率的提高。

５结论

５。１剃备了ＸＦｅ２０３：（８０一Ｘ）Ｍｎ０２：１０Ｃｏ。０３：１０ＣｕＯ（ｗ％）系列材料，其巾Ｘ＝２０时材料红外辐射率最高，其全辐射率为０．８８，且在各波段辐射率均较高，其结构为ＣｏＭｎ。Ｏ。立方尖

晶石结构。　万方数据

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过渡金属氧化物系红外辐射材料的制备

作者：雷中伟， 张英， 闻荻江， LEI zhong-wei， ZHANG ying， WEN di-jiang

作者单位：苏州大学材料工程学院,苏州,215021

刊名：

山东陶瓷

英文刊名：SHANDONG CERAMICS

年，卷(期)：2007,30(2)

被引用次数：3次

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