论文部分内容阅读
本文分别采用氨水直接沉淀法、尿素均相沉淀法成功合成出了不同形貌、不同粒径、不同分散性以及不同热反射性能的纳米氧化钇,并以此为基础,进一步得到了Y2O3-SiO2、Y2O3-ZnO两相复合材料。同时采用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR spectrophotometer)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、场发射扫描电子显微镜(FSEM)等测试手段分别对材料进行表征,并对所得结果给出合理的解释,进行一些有意义的讨论。详细内容主要有:采用两种不同的方法,通过优化各种实验条件合成出了粒径在80 nm左右的氧化钇。经检测,两种方法所制得的纳米氧化钇其紫外-可见-近红外反射率最高分别能达到87.8%和92.5%,反射率相差近5%。分析所得样品形貌,发现尿素均相沉淀法合成出的氧化钇为近似片状的密集堆积,而氨水直接沉淀法得到的是片状立起堆积的花状结构,因此其光学性能的差异有了合理解释。在上述基础上,对尿素均相沉淀法所合成出的纳米氧化钇进行表面改性,目的是进一步提高粉体样品的分散性能,使其在有机溶剂中能够更好的分散,为获得均匀稳定的涂层打下坚实的基础。在改性过程中,选取了两种不同类型的分散剂:表面活性剂类——硬脂酸、硅烷偶联剂类——KH-560和KH-570。通过一系列正交试验获得了分散效果最佳时候的试验条件,并对改性后的粉体进行涂层试验。实验结果表明:相对于硅烷偶联剂KH-560和KH-570,经过硬脂酸改性后,所得涂层的热反射性能最佳。在整个紫外-可见-近红外波段,热反射率波动不大,基本上在80%～93%范围内变化。而KH-560和KH-570改性后涂层的热反射率波动幅度明显高于硬脂酸改性后的涂层,而且其最高反射率还不足90%,显然硬脂酸的改性效果最好。为进一步拓展氧化钇的应用价值,分别合成出两种不同的氧化钇复合材料。结果显示,Y2O3-SiO2复合材料较单相Y2O3而言,其热反射性能有了明显的提高。而Y2O3-ZnO复合材料不仅在热反射性能上有了较大幅度的提升,而且还兼具有较强的紫外吸收效果,因此也进一步拓展了纳米氧化钇的应用空间。总体而言,本课题所制得的涂层与传统的一些隔热涂料相比,隔热降温效果更为明显,是一种高效的复合纳米隔热薄膜涂层。可广泛用于建筑外墙屋顶和表面隔热涂层,工业容器和管道、军用设备、仓库的保温隔热等等,具有较为广阔的市场应用前景。