8YSZ-YAG-Ce3+復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的制備及光譜響應(yīng)研究

8YSZ-YAG_Ce3+復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的制備及光譜響應(yīng)研究8YSZ/YAG:Ce3+復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的制備及光譜響應(yīng)研究

摘要：本文以8YSZ（8%Yttria-stabilizedZirconia）為基底，通過共沉淀法和固相反應(yīng)法制備了YAG:Ce3+（Y3Al5O12:Ce3+）光敏粉體，并通過等離子噴涂技術(shù)將其轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合光敏陶瓷熱障涂層。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）和能譜儀研究了復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)和組分。采用紫外-可見光分光光度計(jì)研究了復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的光譜響應(yīng)特性。結(jié)果表明，通過調(diào)節(jié)Ce3+的摩爾比例和熱處理?xiàng)l件可以控制YAG:Ce3+的形貌和晶相轉(zhuǎn)變。在1500°C下，該復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的熱障性能良好，并且顯示出較寬的光譜響應(yīng)范圍。

關(guān)鍵詞：8YSZ,YAG:Ce3+,光敏陶瓷,熱障涂層,光譜響應(yīng)

1.引言

光敏陶瓷作為一種新型的功能材料，具有相對較高的光催化活性和光學(xué)性能，在光電領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。熱障涂層作為一種能降低高溫環(huán)境下材料表面溫度的功能性材料，在航空航天、能源和環(huán)保等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。因此，將光敏材料與熱障涂層相結(jié)合，制備成復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)光催化和熱障功能的雙重增強(qiáng)，還能夠滿足在高溫環(huán)境下材料表面溫度的控制要求。

2.實(shí)驗(yàn)部分

2.1材料制備

以Y(Acetate)3?xH2O和Ce(NO3)3?6H2O為原料，通過共沉淀法在NaOH溶液中制備了Ce3+摻雜的YAG光敏粉體。然后，將YAG：Ce3+光敏粉體與8YSZ基底混合，并通過固相反應(yīng)法在高溫下進(jìn)行反應(yīng)，得到8YSZ/YAG:Ce3+復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層。

2.2表征方法

使用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的表面形貌。利用X射線衍射(XRD)分析復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的晶體結(jié)構(gòu)和相組成。采用能譜儀測量復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的元素組成。利用紫外-可見光分光光度計(jì)研究復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的光譜響應(yīng)特性。

3.結(jié)果與討論

通過SEM觀察，發(fā)現(xiàn)復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層呈現(xiàn)出均勻致密的微觀形貌。XRD結(jié)果表明，復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層主要由8YSZ和YAG:Ce3+相組成，且隨著Ce3+摩爾比例的增加，YAG:Ce3+的含量也隨之增加。能譜儀結(jié)果顯示，復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層中存在Ce、Y、Al、O等元素，且元素含量符合理論計(jì)算。根據(jù)紫外-可見光分光光度計(jì)結(jié)果，復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層在可見光和紫外光區(qū)域均表現(xiàn)出較好的吸收性能。

4.結(jié)論

通過共沉淀法和固相反應(yīng)法制備了YAG:Ce3+光敏粉體，并成功制備了8YSZ/YAG:Ce3+復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)節(jié)Ce3+的摩爾比例和熱處理?xiàng)l件可以控制YAG:Ce3+的形貌和晶相轉(zhuǎn)變。復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層在1500°C下表現(xiàn)出良好的熱障性能，并具有較寬的光譜響應(yīng)范圍。該研究為復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層的制備與應(yīng)用提供了參考。

通過本研究，成功制備了8YSZ/YAG:Ce3+復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層，并對其進(jìn)行了性質(zhì)表征。研究結(jié)果顯示，復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層具有均勻致密的微觀形貌，并且主要由8YSZ和YAG:Ce3+相組成。隨著Ce3+摩爾比例的增加，YAG:Ce3+的含量也隨之增加。能譜儀結(jié)果顯示，復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層中存在Ce、Y、Al、O等元素，并且元素含量與理論計(jì)算相符。紫外-可見光分光光度計(jì)結(jié)果表明，復(fù)合光敏陶瓷熱障涂層在可見光和紫外光區(qū)域都表現(xiàn)出良好的吸收性能