钙钛矿型光致变色陶瓷的制备及性能开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着人类社会的发展,人们对各种材料性能的要求逐渐提高,而陶瓷作为人们日常生活不可或缺的材料之一,其性能也受到广大研究人员的关注。其中光致变色陶瓷由于具有良好的光学性能、耐疲劳性能好等特点,在日常生活、装饰行业、工艺品行业等能够得更好的应用。此外,光致变色材料由于其发光特性,因此具有节能的特点,不仅安全环保健康,在节约能源的同时还给人们的生活带来了便利。

光致变色材料一般可分为有机光致变色材料和无机光致变色材料这两大类。然而,有机光致变色材料变色反应速率慢、易老化、变色持续时间短、热稳定性能差,这些不足限制了有机光致变色材料的应用;而无机光致变色材料具有许多优于有机光致变色材料的特点,如变色反应速率快、抗老化性能强、变色持续时间长、热稳定性能好等优点。并且,无机光致变色材料广泛应用在智能节能玻璃、信息存储、太阳镜、传感器、智能开关、国防等领域,已经成为一种研究热点,其中,wo3体系稳定性好,成本低,但其光致变色效率较低;moo3体系由于三氧化钼在可见光区吸收较为均匀,可以显示更柔和的中性色彩,因而与其他光色材料相比,具有较好的视觉美学效应;而钙钛矿结构复合氧化物由于具有结构稳定、组成多样等特点,且可以针对材料的性能,采用“化学剪裁”的方法设计出高性能的功能材料,因此在该项目中选择钙钛矿型的光致变色材料制备光致变色陶瓷。

钙钛矿材料的制备方法按制备过程来分有固相法(也即硬化学法)和液相法(也即软化学法)两种。其中,软化学法又包括溶胶-凝胶法、水热法、化学共沉淀法等。对于溶胶-凝胶法,由于凝胶中含有大量的液相或气孔,在热处理过程中不易使颗粒团聚,得到的产物分散性好,但是其处理过程收缩量大,残留小孔,成本高并且干燥时易开裂;由于水热法反应在水溶液中进行,粒子间不团聚,制得的磁粉分散性好、结晶性好、粒径分布较窄,但水热法要求的原料纯度高,反应中需用高压釜,对设备要求较高,且当氧分压较高、温度较高时,有可能生成其他的相;化学共沉淀法制备的粒子分布比较均匀,但成本较高。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

(1)光致变色粉体结构类型、掺杂离子以及粉体组分的确定。探究不同离子及其掺量对光致变色粉体性能的影响以及不同结构类型材料的光致变色效果,确定合适的材料结构类型以及离子掺杂体系,进行组分设计。

(2)光致变色粉体的制备。研究制备光致变色粉体的方法,选择适合的方式进行材料的制备,并说明采用的制备方法和制备工艺,制备方法与粉体呈色效果的影响关系。

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文文献的翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第3-10周:根据研究的技术路线,确定试验方案,并进行相关的试验研究。

第11-13周:根据材料结构和性能要求,制备合成目标产物,进行材料组成、形貌表征及分析。

第14周:分析整理实验数据,完成并修改毕业论文。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]张维光, 张莉莉, 蒋正静, et al. la_((2-x)/3)(ag_((1-2x)/3)~((0))ag_x~ ((Ⅰ))tio_3光致变色粉体的制备与表征[j]. 材料导报, 2008,22(12):97-99.

[2] akiyama m , yamada h ,sakai k . photochromism enhancement in reduced tridymite bamgsio4 byfe-doping[j]. journal of the ceramic society of japan, 2011, 119(1389):338-341.

[3]张希艳, 杜锦秀. sral2o4:eu2,dy3光致发光釉的研究[j]. 武汉理工大学学报, 2002, 24(9):8-10.

[4]张宏泉, 杨中民, 董兵海. zno:zn光致发光陶瓷釉的研究[j]. 陶瓷,1998(3):27-29.

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