烧结工艺对La_0.7Ca_0.2Sr_0.1MnO₃的结构及光电性能影响

【作者】 孙淑苗； 于洋； 米乐； 于云； 曹韫真； 宋力昕；

【机构】 中国科学院上海硅酸盐研究所特种无机涂层重点实验室；

【摘要】 掺杂锰酸镧LaMnO₃类材料在不同温度下,具有金属-绝缘体相转变的特点,这类材料常用Sr²⁺,Ca²⁺,Ba²⁺或两种以上等低价阳离子替换绝缘体LaMnO₃中的高价La³⁺离子得到(La_1-xM_x)(Mn³⁺_1-xMn⁴⁺_x)O₃。当掺杂量x在特定范围内时,材料随温度变化发生从金属态到绝缘态的相转变,相变温度以上为绝缘态,具有较高辐射率;相变温度以下为金属态,具有较低辐射率,形成具有辐射率可调的智能热控材料,因此其辐射率可随环境温度发生自适应智能调控,该材料在航天器主动热控技术中具有应用前景本文以分析纯的La₂O₃,CaCO₃,SrCO₃和MnO₂作为原料,采用固相反应法合成La_0.7Ca_0.2Sr_0.1MnO₃粉体,合成之后的粉体加入浓度为7%的PV作为粘结剂进行造粒,用5.0MPa左右的压力压制成Φ10mm厚度为2mm的圆片,将压好的圆片分别在1340℃,1400℃,1480℃,1500℃下烧结10h和1400℃的烧结温度下烧结8h,10h,12h,14h。研究不同烧结温度与时间对La_0.7Ca_0.2Sr_0.1MnO₃陶瓷的微观形貌,相转变温度及法向辐射率的影响规律。结果表明:烧结温度对材料的结晶度、孔隙率、体积密度、相转变温度以及法向辐射率影响较大。烧结温度从1340℃升高至1500℃,结晶强度明显增大,孔隙率从35%减小至5%,体积密度从3.8增大到6.4,,法向辐射率从0.841减小至0.697。烧结时间对材料的上述性能影响较小。更多还原