改性氧化铬的可见光—近红外光谱特性研究

发布时间：2021-05-18 01:34

　　高光谱成像技术和红外侦察技术的发展使得传统的伪装手段难以满足现代化战场的隐身需求。使用可见光-近红外隐身颜料可以改变目标的光谱特征,使其融入背景环境中。目前常见的这类隐身颜料还难以同时兼具低成本、低亮度、化学性质稳定以及红外高原明显等特点。本文以氧化铬的掺杂改性为研究对象,采用固相反应烧结法,以Al、Co、Cu、Fe和Ca为掺杂元素,研究了掺杂浓度和烧结温度对氧化铬复合颜料光谱特征的影响规律。制备了一种可见光-近红外光谱特性与绿色植物相似,具有低亮度以及明显红外高原的改性氧化铬复合颜料。针对氧化铬的近红外反射率过低的问题,提出了氧化铝掺杂氧化铬的掺杂方法,利用载流子的光吸收理论,获得了载流子浓度低而近红外反射率高的复合颜料。在此基础上降低烧结温度至1000℃,根据高温下物质的扩散规律,制备了颗粒尺寸和晶胞体积较小的复合粉体,进一步将红外反射率提升至80%,满足改性氧化铬对红外高反射的需求。为解决改性氧化铬模拟植物1300 nm红外吸收峰的问题,本文在氧化铝掺杂氧化铬的基础上,分别研究了氧化钴和硫化铜掺杂改性对其影响规律。结果表明,这两种掺杂分别引进了禁带宽度较窄的铬酸钴和氧化铜,这种掺... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 绿色多频谱隐身材料及其研究现状
        1.2.1 红外低发射率涂层材料的应用和分类
        1.2.2 绿色红外低发射材料的研究现状
        1.2.3 红外吸收峰材料研究现状
    1.3 本研究的创新与研究内容
    1.4 本论文的结构安排
第二章 基本理论的研究
    2.1 红外隐身基本原理
        2.1.1 红外辐射的相关理论
        2.1.2 红外侦察技术的相关理论
    2.2 光谱特征
        2.2.1 绿色植物的光谱特征
        2.2.2 氧化铬的光学特性
    2.3 表征和测试原理
        2.3.1 可见光-近红外反射率
        2.3.2 亮度和色差
    2.4 本章小结
第三章 VIS-NIR隐身颜料的制备与研究
    3.1 引言
    3.2 样品制备及相关性能表征
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 实验原料与设备
        3.2.3 样品表征及设备参数
    3.3 Al_2O_3 掺杂Cr_2O_3 制备复合颜料
        3.3.1 样品制备
        3.3.2 Al_2O_3 掺杂Cr_2O_3 的物相结构
        3.3.3 Al_2O_3 掺杂Cr_2O_3 的光谱信息
        3.3.4 Al_2O_3 掺杂Cr_2O_3 的色参数
    3.4 烧结温度对复合颜料的影响
        3.4.1 复合颜料在不同烧结温度下的物相结构
        3.4.2 晶胞参数及体积
        3.4.3 复合颜料的微观结构
        3.4.4 EDS(能量色散谱仪)
        3.4.5 复合颜料的电阻值
        3.4.6 复合颜料的光谱信息
        3.4.7 复合颜料中的自由态电子
        3.4.8 复合颜料中元素价态
        3.4.9 复合颜料的色参数
    3.5 Co~(3+)离子掺杂制备复合颜料
        3.5.1 Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的光谱信息
        3.5.2 Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的色参数
    3.6 复合颜料的化学稳定性
    3.7 本章小结
第四章 常见金属元素掺杂对氧化铬光谱性能的影响
    4.1 引言
    4.2 Cu~(2+)离子掺杂对复合颜料的影响
        4.2.1 Cu-Al-Cr_2O_3 复合颜料的制备
        4.2.2 Cu-Al-Cr_2O_3 复合颜料的光谱信息
        4.2.3 Cu-Al-Cr_2O_3 复合颜料的色参数
    4.3 Fe~(3+)离子掺杂对复合颜料的影响
        4.3.1 Fe-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的物相结构
        4.3.2 Fe-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的晶胞参数
        4.3.3 Fe-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的光谱信息
        4.3.4 Fe-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的色参数
    4.4 Ca~(2+)离子掺杂对复合颜料的影响
        4.4.1 Ca-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的物相结构
        4.4.2 Ca-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的光谱信息
        4.4.3 Ca-Co-Al-Cr_2O_3 复合颜料的色参数
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果



本文编号：3192852