过渡元素掺杂SnO2激光吸收剂

日期：2019-08-07 06:56

图6-7 不同掺杂量的光谱反射率图 6-8 不同合成温度的光谱反射类

1.简介

以SnO2为主要组成，通过掺杂为CuO、Sb2O3、Ni2O1ZnO等过渡金属元素，制备了具有优异激光吸收性能的材料,研究了余量,合成温度对材料性能响,确定了最佳的组

成配比和合成温度。

2.原材料与材料制备

主要原料为工业用SnO2,含量99%,细度10μm,掺杂为CuO、Sb2O3、Ni2O1ZnO等过渡金属元素,成分含量要求大于9%,细度小于10μm,各组分的含量为SnO275%~95%、CuO0~5%、Sb2O30-15%,Zn00-5%、N12O10~15%。隐身材料制备采用固相合成法,将所需的原料混合均匀后,置于实验电炉中1300-1350℃高温合成。所用原料均为工业纯,具有原料易得、可批量制备、价格便宜的特点。

3.吸波性能

(1)掺杂量材料的光谱反射特性研究

对不同掺杂量合成的材料进行光谱反射特性的测试研究(图6-7),掺杂量分别为0%、2%、5%、10%、20%由光谱反射率曲线可以看出,随着外加剂含量的增加光谱反射率呈下降趋势,在0.75-1.45m的近红外波段外加剂含量小于10%时,随外加剂的含量增加光谱反射率减小,当含量为10%时,反射率最低,1.06m波段的反射率为3%,1.35m波段的反射率达到最低2.22%,比常用的含钻黑色陶瓷颜料以及炭黑等高吸收材料在该波段的反射率(8%左右)还低,所以,制备的激光吸收材料具有优异的吸收性能。外加剂含量达到20%时反射率有所提高,因此,外加剂的含量在10%~20%可以制备近红外波段具有较低光谱反射率的材料。

(2)不同合成温度对光谱反射特性的影响

在不同温度下对外加剂含量为10%的材料合成,研磨后制成涂层进行可见光、近红外反射光谱的测试,测试结果如图6-8所示。从图中可以看出,合成温度在1300~1320℃反射率较低,相应对1.061m激光的吸收较高。温度低外加剂不能起掺杂作用,不能发挥二氧化锡的半导体性能,超过1350℃,从合成材料的外观看,颜色由蓝灰色转变为土黄色,合成的组分在高温下发生分解,相应的反射率提高。

(3)1.06m激光漫反射率测试

对合成的SnO2制成样品进行1.06m激光漫反射率的测试。

(4)激光隐身效果的评价

对1.06gm激光,常规的可见光伪装材料的反射率较高,在29%以上,而SnO2激光隐身涂层,土黄色图案的反射率为5.2%,中绿图案在1.061m反射系数约0.5%,深绿图的反射系数约6.5%,由此可以看出该激光吸波材料具有良好的吸收性能。

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