Fe3+摻雜CaZrTi 2 O7色料的制備及近紅外反射性能研究

周洋平 任雪潭

（西南科技大學材料科學與工程學院 綿陽 621010）

0 引言

具有高近紅外反射率的無機色料在節能、隔熱材料、色釉料方面擁有良好的應用前景［1-3］。環保無毒的高溫無機彩色色料多用在陶瓷色釉料上，也可替代含鉛（Pb）、鎘（Cd）的鎘紅（CdSe1-xSx）、鎘黃（CdS）等有毒金屬色料。因此，具有高近紅外反射率的環保型無機色料得到了國內外眾多學者的研究關注。如Y2C e2-xF exO7+d［4］、Y2-xTbxZ r2-yFeyO7+d［5］、Pr2Z r2-xF exO7-d［6］、Sn2-xZnxT i2O6［7］等眾多類燒綠石結構的摻雜型色料。一般而言，摻雜型色料是以特定的金屬陽離子作為發色離子摻雜進入基體材料通過電子能級躍遷效應以賦予基體材料顏色，且基體材料原有的優異光學性能不會受到嚴重影響。對于過渡金屬離子摻雜型色料MgxF eyT i1-x-yO2［8］、 （Zn1-xC ox） Cr2O4［9］、Ni摻 雜BaTi5O11［10］、 Fe摻雜AlPO4［11］、 Fe摻雜DyInO3［12］，基本能夠獲得較好的近紅外光學性能。因此，有色過渡金屬摻雜的陶瓷色料即保留了原有優異的近紅外反射性能，還被賦予了鮮明的著色性能以及其他獨特的電學性能、光學性能。鈣鈦鋯石（CaZrTi2O7） 是一種類燒綠石（A2B2O7）的六方鎢青銅結構［13］，其在核素固化、光催化等方面表現出優異的性能［14,15］，值得一提的是，憑借其禁帶寬度（Eg＝ 3.5 eV，不處于Eg＝0.5～1.8 eV的紅外輻射范圍）具備極大的摻雜調整空間。因此，本實驗采用經典的高溫固相法制備過渡金屬元素鐵摻雜的鈣鈦鋯石高近紅外反射色料，利用鐵元素進行Ti位的摻雜取代，合成了高近紅外反射率鈣鈦鋯石基黃色色料，并研究了不同鐵摻量的鈣鈦鋯石色料的物相分析、近紅外反射性能、顏色性能以及耐酸堿性能。……