反尖晶石型绿色纳米陶瓷颜料的制备与表征

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1、反尖晶石型绿色纳米陶瓷颜料的制备与表征叶建勇张艳辉王志锋尚龙安浙江大学宁波理工学院中国兵器科学研宄院宁波分膣采用络合燃烧法制备反尖晶石型CoQ.6Zn(MAL.8Cri.2-xSmA绿色纳米陶瓷颜料。通过X-射线衍射仪(XRD)、差热-热重分析仪(TG-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDS)、紫外-可见漫反射(UV-VisDRS)等分析手段确定颜料的物相、结构、粒径、组成以及反射光谱。结果表明:ZnC，与Snf的引入，改变了CoA1204尖品石结构中四而体和八而体的

2、离子占位状况，使尖晶石结构的CoAlA钴蓝颜料改性，得到平均粒径为(10!5)nm的反尖晶石结构绿色纳米颜料Co0.6Zno.4Alo.sCrL2xSmx04;随着Sm:h含量的增加，颜料从蓝绿色向黄绿色过渡。关键词：反尖晶石型;纳米陶瓷颜料;魅。。Preparationandcharacterizationofinversespinelgreennano-ceramicpigmentYETianyongZHANGYanhuiWANGLZhifengSHANGLonganNingboInstituteofTechno

3、logy，ZhejiangUniversity;NingboBranchofChineseAcademyofOrdnanceScience;Abstract：Aninversespinelgreennano-ceramicpigmentCo0.6Zn0.iA10.sCri.2-xSmx0,wassynthesizedbycomplexcombustionmethod.TheX-raydiffraction(XRD)，thermogravimetricanalyzer(TG-DTA)，scanningelectronm

4、icroscopy(SEM),highresolutiontransmissionelectronmicroscopy(IIRTEM),energydispersivespectroscopy(EDS)，UV-Visdiffusereflectance(UV-VisDRS)spectroscopywereusedtodeterminethepigmentphase，structure,particlesize,composition,andreflectionspectra.Theresultsshowthatthe

5、introductionofZn2+,Cr3*andSm3*canchangetheionicframeworkinthetetrahedralandoctahedralspinelCoAl2ObandtheaverageparticlesizeofinversespinelCo0.6Zn0.tAl0.«CrL2-xSmx0,isintherangeof(10-15)nm.TheircolorwillbechangedfrombluetogreenwiththeincreaseofSm3+content.Keywor

6、d：inversespineltype;nano-ceramicpigment;doping;尖晶石型晶体的基本配制为AB20b晶体结构为立方晶系，具有阴离子立方密堆积晶格。基于电荷平衡，阳离子B占据6次配位的八面体空隙，阳离子A占据4次配位的四面体空隙，称为正尖晶石结构。当存在过渡金属吋，在晶体场中的阳离子A强烈倾向于八面体空隙，而阳离子B八面体的稳定能很低或为零，被A替换而进入四而体，构成反尖晶石型结构。CoAl204是最典型的尖晶石晶体，根据其晶格特点，可以掺杂特殊金属离子来改变或加强其性能。目前，因为过渡金属

7、掺杂的尖晶石型金属氧化物具有良好的光、磁、半导体等性能[1-5],所以在电化学催化、颜料和军工等领域的应用也越来越受到关注。除了过渡金属元素，稀土金属元素因具有电价高、半径大、易受极化的特点，其对尖晶石金属氧化物性能的影响也引起学者的关注。稀土元素的极化强度愈高折射率愈大，在陶瓷颜料中利用稀土离子的高折射率，可以增加颜料色泽的鲜艳程度。许多学者[4-11]研究了掺杂不同金属离子（Y、La、Ba、Mg、Ca、Cr、Fe和Zn）对钴蓝颜料CoAl204性能的影响。M有研究者发现［12-14］，热处理历程对钴蓝颜料CoAL

8、O:呈色也有非常重要的影响，改变热处理温度，颜料出现“变绿”现象。这说明掺杂少量其他金属离子和改变热处理温度都会引起颜料在可见光谱中反射和吸收波段的变化，原因在于上述过程都导致了尖晶石网络八面体和四面体之间钴离子分布的变化，当正尖晶石结构趋于反尖晶石结构时，晶体蓝色会变成绿色［15］，这为CoA1A颜料改性至稳定的耐高温绿色颜料提供了思路。文献