可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料及制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种在可见近红外波段具有高反射率的陶瓷材料及制备方法、应用，其制备方法采用固相反应法。本发明专利技术提供的陶瓷材料在可见近红外波段具有高反射率尤其是近红外波段反射率超过97％，其物相结构为BaLa2Ti3O

【技术实现步骤摘要】
可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料及制备方法、应用


[0001]本专利技术属于高反射型材料领域，尤其涉及一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料及制备方法、应用。

技术介绍

[0002]反射率是表征材料光学性能的重要物理参数，对于可见近红外波段具有高反射率的材料，可以将该波段的大部分能量反射出去，从而降低能量吸收。在250
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2500nm波段范围内的具有高反射率的材料拥有广阔的应用前景：具有低太阳吸收率的材料在建筑中能起到节能降耗的效果，不仅如此，具有高的激光反射率的反射型激光防护材料在高能激光武器的防护中发挥着关键作用。因此，高反射型材料的研发对国家和社会发展具有非常重要的现实意义。
[0003]目前，具备高能激光防护作用的反射层主要由金属材料承担，尽管金属的反射率较高，但是材料在激光辐照下易存在较大的温升，而金属熔点较低易被烧蚀、熔融。因而，我们亟待研制出一种兼具高反射、高熔点且在高温下相稳定的材料。

技术实现思路

[0004]为了满足高能激光防护的需求，解决现有技术中金属类反射防护材料存在的熔点低、高温易氧化的问题，本专利技术的目的是提供一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料及制备方法、应用，该陶瓷材料在可见近红外波段具有高反射率尤其在近红外波段可超过97％，同时，热导率低，高温下保持相稳定。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料，所述高反射率陶瓷材料的化学式为BaLa2Ti3O
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。
[0007]基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1：将钡、镧、钛的前驱体按照BaLa2Ti3O
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的化学计量比称重并配料，并将原料采用湿式球磨法球磨；
[0009]S2：将球磨好的浆料置于烘箱中干燥，在马弗炉内高温煅烧得到BaLa2Ti3O
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粉体。
[0010]本专利技术一优选实施方式，所述步骤S1中钡的前驱体具体为碳酸钡、氧化钡或氢氧化钡；镧的前驱体具体为氧化镧；钛的前驱体具体为二氧化钛。
[0011]本专利技术一优选实施方式，所述步骤S1中所述湿式球磨法具体为在球磨罐中加入无水乙醇作为介质，以300转/分的转速球磨8小时。
[0012]本专利技术一优选实施方式，所述步骤S2中高温煅烧温度为1200～1300℃；升温速率为3～5℃/min；保温时间为4～10h。
[0013]本专利技术一优选实施方式，还包括步骤S3：在BaLa2Ti3O
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粉体中加入预设比例的粘合剂，压制成片，在马弗炉内高温烧结，得到高反射率陶瓷块体。
[0014]本专利技术一优选实施方式，所述粘结剂选用质量分数5～7％的聚乙烯醇溶液，或选用磷酸二氢铝、磷酸铝、硅酸钾其中的任一种。
[0015]本专利技术一优选实施方式，选用质量分数5～7％的聚乙烯醇(PVA)溶液作为粘结剂，粘结剂的质量占比为4～8％；或
[0016]选用磷酸二氢铝、磷酸铝、硅酸钾其中的任一种作为粘接剂，粘接剂的质量占比为4～8％。
[0017]本专利技术一优选实施方式，所述步骤S3中烧结温度1300～1500℃；升温速率为3～5℃/min；保温时间为4～6h。
[0018]本专利技术一优选实施方式，所述步骤S3中压制成片的压片压强为15～25MPa；保压时间为1～3分钟；压片厚度为1.5～2.5mm。
[0019]基于相同的专利技术构思，本专利技术还提供了一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料在发动机热端部件热防护、建筑物冷却、高能激光防护中的应用，所述高反射率陶瓷材料为如上所述的可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料或若上所述的任一种制备方法得到的。
[0020]本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
[0021](1)本专利技术得到的BaLa2Ti3O
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陶瓷材料在可见近红外波段具有高反射率，尤其在近红外波段反射率在97％以上。于此同时，相比与同样具有高反射率的高导热、低熔点的金属材料，本专利技术所制得的陶瓷材料热导率低，具有高温相稳定的特征。
[0022](2)本专利技术制备工艺简单，操作方便，可以实现产品的批量生产，易于实现产业化；通过高温固相反应即可得到可见近红外波段的高反射率材料。
[0023](3)本专利技术的陶瓷材料光学热学综合性能优异，在建筑降温和高能激光防护中有巨大应用潜力。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例1中制备的高反射陶瓷材料BaLa2Ti3O
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的XRD图；
[0025]图2为本专利技术实施例1中制备的高反射陶瓷材料BaLa2Ti3O
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的SEM形貌图；
[0026]图3为本专利技术实施例1中制备的高反射陶瓷材料BaLa2Ti3O
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不同温度下的紫外可见近红外光谱图；
[0027]图4为本专利技术实施例1、2、6中制备的高反射陶瓷材料在不同温度下的热导率；
[0028]图5为本专利技术实施例1、2、6中制备的高反射陶瓷材料的紫外可见近红外光谱图；
[0029]图6为本专利技术实施例1、4、5即不同烧结条件制得的BaLa2Ti3O
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高反射率材料的紫外可见近红外光谱图；
[0030]图7为本专利技术实施例1、4、5即不同烧结条件制得的BaLa2Ti3O
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高反射率材料在不同温度下的热导率。
具体实施方式
[0031]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料及制备方法、应用作进一步详细说明。根据下面说明，本专利技术的优点和特征将更清
楚。实施例中采用的实施条件可以根据具体条件进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0032]下述实施例中所用的材料、试剂等，均可从商业途径得到。
[0033]实施例1
[0034]制备可见近红外波段高反射陶瓷材料，具体包括如下工艺步骤：
[0035](1)按照BaLa2Ti3O
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的化学计量比分别称取0.1mol的分析纯的BaTiO3、La2O3、TiO2，放入尼龙球磨罐中，加入无水乙醇为介质，以氧化锆球为磨球，以300转/分的转速球磨8小时。
[0036](2)将球磨后的浆料置于100℃的烘箱中干燥，将干燥后的混合粉体以5℃/min的升温速率加热至1250℃，煅烧4小时后随炉冷却至室温，研磨得到BaLa2Ti3O
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粉体。
[0037](3)取3g步骤(2)制得的陶瓷粉体，在其中加入5滴的质量分数5％的PVA溶液作为粘合剂，在模具中用25MPa的压力保压2分钟压制成直径为30mm厚度为2mm的圆片，在马弗炉中先以550℃保温1h排胶，再继续升温至1300℃保温4h，随炉冷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料，其特征在于，所述高反射率陶瓷材料的化学式为BaLa2Ti3O
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。2.一种可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将钡、镧、钛的前驱体按照BaLa2Ti3O
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的化学计量比称重并配料，并将原料采用湿式球磨法球磨；S2：将球磨好的浆料置于烘箱中干燥，在马弗炉内高温煅烧得到BaLa2Ti3O
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粉体。3.根据权利要求2所述的可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中钡的前驱体具体为碳酸钡、氧化钡或氢氧化钡；镧的前驱体具体为氧化镧；钛的前驱体具体为二氧化钛。4.根据权利要求2或3所述的可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中高温煅烧温度为1200～1300℃；升温速率为3～5℃/min；保温时间为4～10h。5.根据权利要求2或3所述的可见近红外波段具有高反射率陶瓷材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤S3：在BaLa2Ti3O
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粉体中加入预设比例的粘合剂，压制成片，在马弗炉内高温烧结，得到高反...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠阳，马爽倩，范同祥，贺丹宁，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：