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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
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