Zn、Cd单掺及Cd-Sr复合掺杂锰酸镧陶瓷的研究

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LaMnO3材料是一种AB03型钙钛矿结构的锰氧化物。在一定的掺杂条件下,能够发生铁磁性金属体-顺磁性绝缘体(FM-PI)相变,相变前后,材料的红外发射率会发生明显改变。材料的这种根据温度改变自身红外发射率的特性,使其作为功能材料在众多领域有着广阔的应用前景。本论文分别采用Zn、Cd两种元素对LaMnO3进行单元素掺杂,并用Cd和Sr两种元素共同对LaMnO3进行复合掺杂,探索了掺杂LaMnO3材料的制备工艺,并测试了掺杂LaMnO3材料的晶体结构、密度、硬度、弯曲强度、室温红外发射率和M-T曲线及相变温度等特性。论文主要包括以下三方面研究内容:(1)高纯度La1-xAxMnO3(A=Zn、Cd)粉体和La0.825-xCdxSr0.175MnO3粉体合成工艺研究。(2)高质量La1-xAxMnO3(A=Zn、Cd)块体和La0.825-xCdxSr0.175MnO3块体烧结工艺研究。(3)材料晶体结构和相关性能的测试、分析及其规律性研究。研究结果表明:采用合适的制备工艺可获得高质量的掺杂锰酸镧粉体和块体材料;A位单掺杂Zn、Cd和A位复合掺杂Sr-Cd材料的晶体结构均为HexagonalR3m,其点阵常数a=b≠c,α=β=90°,γ=120°;掺杂元素种类及其掺杂量变化会导致品格常数发生改变;材料的实际密度与理论密度有较好的一致性;La1-xZnxMnO3材料随掺杂量x值的增加,其室温红外发射率先增大后变小,相变温度提高,但当x≥0.3后相变温度基本保持不变;La1-xCdxMnO3材料随掺杂量x值的增加,其室温红外发射率逐渐变大,相变温度提高;La0.825-xCdxSr0.175MnO3材料随掺杂量的增加,其室温红外发射率逐渐降低,材料的相变温度高于室温,且随x值增加而逐渐提高。
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