第18卷第1期 2018年2月
过程与工艺
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
Vol.18 No.1 Feb.2018
DOI:10.12034/j.issn.1009-606X.217209
利用Ca2+掺杂增强钙钛矿型LaFeO3的红外发射率
韩召12，刘鹏飞'，李小伟"，卢卫华1
(1.安徽工业大学冶金工程学院，安徽马鞍山243032：2.安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室，安徽马鞍山243032)
摘要：采用固相反应法，在空气气氛中制备了纯LaFeOs和Ca2*掺杂的LaFeOs，对其在近红外波段的发射率进行了研究和比较.结果表明，掺杂10mol%Ca2+的Lao.Cao.:FeOs在3~5μm波段的红外发射率达0.92，比纯LaFeOs提高了119%.原因为Ca2
增强了LaFeO;的红外辐射性能
关键词：热辐射；红外发射率；钙钛矿：铁酸镧；掺杂
中图分类号：TQ174
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2018)01-0154-05
HighlyEnhanced Infrared Emissivity of PerovskiteLaFeOsby Ca2+Doping
Zhao HANi2-, Pengfei LIU', Xiaowei LI', Weihua LU
(I.School of Metallurgy Engineering, Anhui University of Technology, Maanshan, Anhui 243032, China; 2. Key Laboratory of Metallurgical Emission Reduction & Resources Recycling, Ministry of Education,
Anhui University of Technology,Ma'anshan, Anhui 243032, China)
Abstract: Pure LaFeOs and Ca2*-doped LaFeOs ceramics were prepared by solid-state reaction in air atmosphere, and their near-infrared(NIR) emissivity characteristics were investigated and compared with each other. The results revealed that 10mol% Ca2*-doped LaFeOs, ea of pure LaFeOs. The reason was Ca2*-doped LaFeOs mainly attributed to the electronic transition absorption of Fe*+Fe** small polarons introduced by Ca2* doping.
Key words: thermal radiation; infrared emissivity; perovskite; LaFeOs; doping
1前言
近年来随着能源紧缺问题日益严峻，节能材料研发越来越受到重视.高发射率红外辐射节能材料是一类用于高温过程节能的新型材料，在冶金、化工、电力等领域具有十分广的应用前景，其主要作用是强化热工装备的辐射传热能力，提高热利用率[1-5]，在高温环境中，辐射传热是热传输的主要形式.根据普朗克定律，当黑体表面温度高于1000℃时，超过76%的热辐射能量集中在5μm以下的近红外波段[6]，当前工业中推广应用的红外辐射节能材料主要是非氧化物高温陶瓷，如碳化硅和硼化硅，在波长≤5um的近红外波段其发射率约为 0.917,8，但这类非氧化物陶瓷普遍存在抗氧化能力差的问题，无法在高温氧化气氛中长期稳定服役(9,10),
近年来，越来越多的研究者致力于氧化物体系红外辐射节能材料的开发[611-13],Liu等[6]制备了Nd3掺杂的六铝酸盐陶瓷LaMgAlO19，其近红外波段(3~5μm)的发射率为0.7~0.8.Wang(1)制备了Fe*掺杂的董青石陶瓷Mg2Al[AISis]O18，其近红外波段(2~5μm)的发射率约为0.82.Lu等[12)制备了铁酸盐基非晶涂层，其近红外波段(3~5μm)的发射率约为0.84.但总体而言，氧化物陶瓷在近红外波段的辐射性能尚不如非氧化物陶瓷。因此，针对高温过程节能应用，开发近红外辐射性能优良的氧化物陶瓷十分有必要[1-3],
LaFeO是钙钛矿型氧化物半导体，熔点达1900C，具有良好的高温稳定性14]，目前LaFeO，主要用于固体氧化物燃料电池电极材料、介电材料、高温氧渗透膜、气敏传感器等领域，其红外辐射性能及相关应用鲜有报
收稿日期：2017-04-13，修回日期：2017-0529
基金项目：国家自热科学基金资助项目(编号：51372255)；钢铁冶金新技术国家重点实验室开放研究项目(编号：201601) 作者简介：韩召(1977-)，男，河北省石家庄市人，博士，副教授，无机非金属材料专业，E-mail:authan163.com
引用格式：韩召，刘聘飞，李小伟，等.利用Ca2*掺杂增强钙钛矿型LaFeO,的红外发射率.过程工程学报，2018,18(1):154-158
Han Z, Liu P F, Li X W, et al. Highly Enhanced Infrared Emissivity of Perovskite LaFeO, by Ca2* Doping (in Chinese). Chin. J. Process Eng. 2018, 18(1): 154158, DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.217209
万方数据