可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体及其制备方法和应用，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体的通式为La1‑

【技术实现步骤摘要】
可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及智能材料
，具体地，涉及可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]智能热控材料根据温度水平的变化调整自身的热物性参数从而实现对热控对象的温度控制，智能热控材料的太阳吸收率α
s
、红外发射率ε是两个重要的性能参数，通过改变材料的太阳吸收率，可以在不同条件下实现智能热控。
[0003]现有的智能热控材料大都从调控红外发射率入手，如钙钛矿型锰氧化物、二氧化钒等。但基于钙钛矿型锰氧化物和二氧化钒的智能热控陶瓷材料几乎已到达其自身性能极限，钙钛矿型锰氧化物需进行表面的精加工和多层膜系设计来降低其过高的太阳吸收率，而二氧化钒制备方法复杂，因此目前智能热控领域对新型材料有迫切需求，缺乏制备方法简便的可变太阳吸收率的智能热控材料。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是一种可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体及块体，通过Sc掺杂对铁酸镧材料的太阳吸收率进行调控，获得室温至270℃之间太阳吸收率变化值0.3的智能热控陶瓷材料，同时降低了铁酸镧体系相同温度水平下的太阳吸收率/红外发射率比值，在热控领域有广阔的应用前景；此外，本专利技术还提供了该可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体和块体的制备方法及应用。
[0005]本专利技术第一方面提供了一种可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体的通式为La1‑
x
Sc
x
>FeO3，其中，0.025≤x≤0.125，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体在25℃下对太阳波段吸收率不高于0.51、在270℃下对太阳波段吸收率不低于0.68。
[0006]在本专利技术的一实施方式中，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体为正交相。
[0007]本专利技术第二方面提供了上述可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将硝酸镧水合物、硝酸铁水合物、硝酸钪水合物溶于去离子水中，再加入络合剂，反应形成凝胶；
[0009](2)将步骤(1)中反应形成的凝胶降温至室温，干燥，研磨，煅烧，得到可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体。
[0010]在本专利技术的一实施方式中，基于安全性、简便性的考虑，步骤(1)中的络合剂为柠檬酸；
[0011]步骤(1)中，硝酸铁水合物、硝酸镧水合物和硝酸钪水合物的摩尔量总和与柠檬酸的摩尔比为1：1.1；
[0012]步骤(1)中，反应温度为80℃～90℃。
[0013]在本专利技术的一实施方式中，步骤(2)中干燥温度为100℃；
[0014]步骤(2)中的煅烧具体步骤为：以5℃/min的升温速度升至600℃保温3小时，以5℃/min的升温速度升至800℃保温5小时，然后以5℃/min的降温速度降至500℃，自然冷却至室温；本专利技术中上述煅烧步骤，可以确保完全完全反应，成分均匀，粉体颗粒大小均匀。
[0015]本专利技术第三方面提供了采用上述制备方法制得的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体制备可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷块体的方法，包括以下步骤：将可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体压制成片，煅烧，得到可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷块体。
[0016]在本专利技术的一实施方式中，变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体压制成片后，煅烧，煅烧的具体步骤为：以5℃/min的升温速度升至550℃保温2小时，以5℃/min的升温速度升至1250℃保温5小时，然后以5℃/min的降温速度降至500℃，自然冷却至室温；本申请中上述煅烧具体步骤，可以确保块体陶瓷不过烧(过于致密，晶界消失)或欠烧(粉体颗粒间未形成结合力，块体松散不成型)。
[0017]本专利技术第四方面提供了上述可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体在制备智能热控材料中的应用或作为智能热控材料在智能热控领域的应用。
[0018]本专利技术第五方面提供了上述可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷块体在制备智能热控材料中的应用或作为智能热控材料在智能热控领域的应用。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的实施例具有如下的有益效果：
[0020]1、本专利技术实施例提供的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体或块体，为室温至270℃之间太阳吸收率变化值0.3的智能热控陶瓷材料，在热控领域有广阔的应用前景。
[0021]2、本专利技术实施例提供的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体或块体的制备方法，通过对铁酸镧的镧位进行钪掺杂使铁酸镧在25℃
‑
270℃的太阳吸收率变化增大，并通过调节钪的掺杂量使所述材料的25℃
‑
270℃可变太阳吸收率最大达到0.3(x＝0.1)，同时降低了铁酸镧体系相同温度水平下的太阳吸收率/红外发射率比值，在热控领域有广阔的应用前景。
[0022]3、本专利技术实施例提供的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体或块体的制备方法，解决了目前缺乏调控太阳吸收率的智能热控材料的问题，提出了通过调控太阳吸收率从而实现智能热控的新思路。
[0023]4、本专利技术实施例提供的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体或块体用于制备智能热控材料或直接作为智能热控材料应用，在建筑、电子和个人热管理等领域热控具有重要的应用价值。
[0024]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0025]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0026]图1为实施例1、实施例2、实施例3及对比例1中所制得的陶瓷块体的外观图；
[0027]图2为实施例1、实施例2、实施例3及对比例1中所制得的陶瓷粉体的XRD图谱；
[0028]图3为实施例1、实施例2、实施例3及对比例1中所制得的陶瓷块体的XRD图谱；
[0029]图4为实施例1、实施例2、实施例3及对比例1中所制得的陶瓷块体的SEM图像；其中，图4(a)为对比例1中所制得的陶瓷块体的SEM图像，图4(b)为实施例1中所制得的陶瓷块
体的SEM图像，图4(c)为实施例2中所制得的陶瓷块体的SEM图像，图4(d)为实施例3中所制得的陶瓷块体的SEM图像；
[0030]图5为实施例1、实施例2、实施例3及对比例1中所制得的陶瓷块体的可见光吸收光谱；
[0031]图6为对比例1中所制得的陶瓷块体在25℃、270℃的反射率图谱；
[0032]图7为实施例1中所制得的陶瓷块体在25℃、270℃的反射率图谱；
[0033]图8为实施例2中所制得的陶瓷块体在25℃、270℃的反射率图谱；
[0034]图9为实施例3中所制得的陶瓷块体在25℃、270℃的反射率图谱。
具体实施方式
[0035]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体，其特征在于，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体的通式为La1‑
x
Sc
x
FeO3，其中，0.025≤x≤0.125，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体在25℃下对太阳波段吸收率不高于0.51、在270℃下对太阳波段吸收率不低于0.68。2.根据权利要求1所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体，其特征在于，所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体为正交相。3.一种权利要求1所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将硝酸镧水合物、硝酸铁水合物、硝酸钪水合物溶于去离子水中，再加入络合剂，反应形成凝胶；(2)将步骤(1)中反应形成的凝胶降温至室温，干燥，研磨，煅烧，得到可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷粉体。4.根据权利要求3所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的络合剂为柠檬酸；步骤(1)中，酸铁水合物、硝酸镧水合物和硝酸钪水合物的摩尔量总和与柠檬酸的摩尔比为1：1.1；步骤(1)中，反应温度为80℃～90℃。5.根据权利要求3所述的可变太阳吸收率铁酸镧陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中干燥温度为10...

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