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鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體及其應(yīng)用與制備方法

696   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:微集電科技(蘇州)有限公司  
2023-11-30 13:57:14
權(quán)利要求書: 1.一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體,其特征在于,其包括:

陶瓷基體,其包括七個(gè)按照預(yù)設(shè)順序依次疊層分布的結(jié)構(gòu)層;各結(jié)構(gòu)層包括位于中間層的鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層;位于所述鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;位于所述高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;以及位于所述中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的致密的低鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;其中,鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層、高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層、中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層呈多孔結(jié)構(gòu),所述陶瓷基體中各結(jié)構(gòu)層中的孔隙尺寸從中間向兩側(cè)呈梯度遞減的分布狀態(tài);所述陶瓷基體中各結(jié)構(gòu)層的厚度為

0.05?0.2mm,總厚度為0.5?1mm;

抗激光損傷薄膜,其位于所述陶瓷基體中鈣摻雜錳酸鑭陶瓷層的外表面;所述抗激光損傷薄膜材料為氧化鋁陶瓷;所述抗激光損傷薄膜的厚度為50?200nm;以及納米過渡層,其由陶瓷基體和抗激光損傷薄膜中的相鄰結(jié)構(gòu)層經(jīng)高溫?zé)崽幚砗笊?,并位于二者的界面處?br />
2.如權(quán)利要求1所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體,其特征在于:所述鈣摻雜鉻酸鑭的化學(xué)組成為:La1?αCaαCrO3,其中,表征Ca摻雜量的α為0.3~0.7;所述低鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:La0.5BaxMnO3,其中,表征Ba摻雜量的x為0.1~0.3;所述中鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:La0.5BayMnO3,其中,表征Ba摻雜量的y為0.4~0.5;所述高鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:La0.5BazMnO3,其中,表征Ba的摻雜量z為0.6~0.7。

3.如權(quán)利要求1所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體,其特征在于:所述納米過渡層由鍍制有抗激光損傷薄膜的陶瓷基體經(jīng)500~1000℃的溫度恒溫?zé)崽幚?~30min后制得。

4.一種如權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的應(yīng)用,其特征在于:將所述鑭系鈣鈦礦陶瓷基作為激光能量計(jì)的探頭中的光能吸收材料,用于吸收0.2~20μm波段內(nèi)的紫外、可見以及近紅外和中遠(yuǎn)紅外光。

5.一種寬光譜的激光能量計(jì),其特征在于:其使用的探頭中采用了如權(quán)利要求1?3中任意一項(xiàng)所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基。

6.一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,其特征在于:其用于制備如權(quán)利要求

1?3中任意一項(xiàng)所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體;所述制備方法包括如下步驟:一、陶瓷粉體制備:

(1)將氧化鑭、氧化鉻和碳酸鈣按照La1?αCaαCrO3的化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到鈣摻雜鉻酸鑭粉體;其中,α為0.3~0.7;

(2)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BaxMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到低鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,x為0.1~0.3;

(3)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BayMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到中鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,y為0.4~0.5;

(4)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BazMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到高鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,z為0.6~0.7;

二、陶瓷基體制備:

(1)將上步驟制備出的四種陶瓷原料粉體分別與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到四種不同的造粒粉末;

(2)根據(jù)擬生產(chǎn)的陶瓷基體的結(jié)構(gòu)參數(shù),將四種不同的造粒粉末按照所需的用量和預(yù)設(shè)順序均勻平鋪與熱壓模具中,并在預(yù)設(shè)模壓條件下壓制成生坯;

(3)在氬氣環(huán)境下對(duì)壓制出的生坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié);得到表層致密、中間多孔,且孔隙尺寸呈從中間向兩側(cè)梯度遞減分布的陶瓷基體;

三、抗激光損傷薄膜鍍制:

以Al2O3為鍍層材料,采用任意一種鍍膜工藝,在所述陶瓷基體其中一側(cè)的鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層表面生成厚度為50?200nm的均勻鍍層,得到的均勻鍍層即為所需的抗激光損傷薄膜;

四、納米過渡層生成:

將上步驟制得的包含抗激光損傷薄膜的陶瓷基體送入到空氣爐中,在500~1000℃的溫度條件下,保溫?zé)崽幚?~30min,以在抗激光損傷薄膜和陶瓷基體的界面處形成特定的納米過渡層;將產(chǎn)品自然冷卻至室溫,得到所需的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。

7.如權(quán)利要求6所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,其特征在于:在陶瓷粉體制備過程中,各粉體的原料在固相燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度為1000~1200℃,保溫時(shí)間為2~

5h;球磨粉碎時(shí)的球磨速度為300r/min,球料重量比3:1,球磨時(shí)間為24~48h。

8.如權(quán)利要求6所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,其特征在于:在陶瓷基體制備過程中,造粒粉末中使用的聚乙烯醇溶液的濃度為5~10%,聚乙烯醇溶液的重量與陶瓷粉末的重量比為1:(10~12.5)。

9.如權(quán)利要求6所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,其特征在于:在陶瓷基體制備過程中,生坯壓制步驟中,采用 的熱壓模具,壓力設(shè)置為10~15MPa,保壓時(shí)間為5~10min;生坯燒結(jié)過程中,氬氣的壓力設(shè)置為10~20kPa,燒結(jié)溫度為1400~1500℃,燒結(jié)時(shí)間為2~4h。

10.如權(quán)利要求6所述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,其特征在于:抗激光損傷薄膜鍍制過程中,可選擇的鍍膜工藝包括真空蒸鍍、脈沖激光沉積、原子層沉積和磁控濺射技術(shù)。

說明書: 一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體及其應(yīng)用與制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體,該光吸收體的應(yīng)用,以及鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法。背景技術(shù)[0002] 激光功率計(jì),又名激光能量計(jì);是一種專用于測量激光能量的測量儀器。在現(xiàn)有技術(shù)中,對(duì)于大功率激光的測量,多以熱電堆型激光功率計(jì)為主。這種設(shè)備的測試原理主要是利用其探頭中光吸收體吸收入射激光的光能,并將光能轉(zhuǎn)化成熱能。光吸收體中央和邊緣兩端形成溫度梯度場,探頭中熱電材料由此產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì),電動(dòng)勢(shì)的大小取決于激光轉(zhuǎn)化的熱能的大小。因此,探頭中的光吸收體是熱電堆型激光功率計(jì)的核心部件。光吸收體的光吸收性能、耐激光損傷性能和抗熱震性能將直接決定激光能量計(jì)測量過程中的響應(yīng)強(qiáng)度,以及可測量的激光的光譜寬度和功率范圍。[0003] 目前,熱電堆型激光功率計(jì)探頭中的光吸收材料(包括薄膜和塊體),主要包括金屬納米材料(如金黑、銀黑、鐵黑等)、碳材料、硫化物、碳化物、氮化物、光學(xué)玻璃等。其中,在高溫富氧環(huán)境下光吸收材料多為金屬氧化物及其復(fù)合氧化物材料。例如,文獻(xiàn)《LuY,etal.HighthermalradiationofCa?dopedlanthanumchromite,RSCAdvances,2015,5:30667.》公開的方案中,技術(shù)人員通過固相反應(yīng)法制備了鈣摻雜鉻酸鑭系列陶瓷,La0.5Ca0.5CrO3的光吸收性能最佳,其太陽能吸收率達(dá)到95%。文獻(xiàn)《(Ca,Fe)共摻鈰酸鑭陶瓷的近紅外吸收性能,硅酸鹽學(xué)報(bào),2016,44:387–391.賀智勇等》公開的技術(shù)方案中,技術(shù)人員通過高溫固相燒結(jié)工藝制備鈣鐵共摻的鈰酸鑭系列紅外吸收陶瓷,當(dāng)Ca引入量x為

0.1、Fe引入量y為0.15時(shí),樣品近紅外吸收性能較優(yōu),在750~2500nm波段的平均吸收率為

88.7%。然而,這些材料的吸收波長范圍較窄(大多處于0.2~2.5μm),且在高溫富氧環(huán)境(≥1000℃)中容易失效,材料的耐候性較差。

[0004] 此外,文獻(xiàn)《ZhangPX,etal.LaCaMnO3thinfilmlaserenergy/powermeter,Optics&LaserTechnology,2004,36:341–343.》公開了一種采用脈沖激光沉積法將La1?xCaxMnO3(0.05≤x≤0.33)沉積在LaAlO3襯底上,制備得到La1?xCaxMnO3薄膜作為激光功率計(jì)和能量計(jì)的光吸收層的技術(shù)方案。這種將錳酸鑭材料應(yīng)用到光吸收體的方案具有制備簡易成本低的優(yōu)勢(shì),但是該方案制備的光吸收體仍然會(huì)存在光吸收涂層易受激光損傷失效,涂層易剝落,抗熱震性能差等問題。[0005] 進(jìn)一步地,文獻(xiàn)《AfifahN,etal.Enhancementofphotoresponse toultravioletregionbycouplingperovskiteLaMnO3withTiO2nanoparticles,InternationalSymposiumonCurrentProgressinFunctionalMaterials,2017,188:012060.》公開了一種采用溶膠?凝膠法制備的不同LaMnO3/TiO2摩爾比的LaMnO3/TiO2納米復(fù)合材料,該材料用作光吸收體時(shí)可以有效提高材料在紫外光區(qū)的吸收率。但是該材料為納米粉末材料,無法應(yīng)用于高溫環(huán)境,如高激光測量等使用場景。

[0006] 在熱電堆型激光功率計(jì)的方案設(shè)計(jì)中,光吸收體的吸收光譜范圍和光吸收率是首要考慮的性能參數(shù)。而材料的耐激光損傷性能、耐高溫和抗熱震性等耐候性能則是制約產(chǎn)品使用效果和使用壽命的關(guān)鍵指標(biāo)。但是,現(xiàn)有技術(shù)提供的各類方案大都無法同時(shí)在以上性能中取得平衡。尋找一種更優(yōu)的方案,同時(shí)克服上述性能缺陷成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。發(fā)明內(nèi)容[0007] 為了解決現(xiàn)有光吸收體無法在吸收光譜、吸收率、耐熱抗震和耐激光損傷等性能上達(dá)到均衡的問題;本發(fā)明提供一種錳酸鑭陶瓷基光吸收體,該光吸收體的應(yīng)用,以及錳酸鑭陶瓷基光吸收體的制備方法。[0008] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):[0009] 一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體,該光吸收體采用了多層的“夾心”結(jié)構(gòu)。按照功能劃分,該型多層的錳酸鑭陶瓷基光吸收體可分為:陶瓷基體、抗激光損傷薄膜,以及位于抗激光損傷薄膜和陶瓷基體之間的納米過渡層。[0010] 其中,陶瓷基體包括七個(gè)按照預(yù)設(shè)順序依次疊層分布的結(jié)構(gòu)層。各結(jié)構(gòu)層包括位于中間層的多孔的鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層;位于鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的多孔的高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;位于高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的多孔的中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;以及位于中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的致密的低鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層。在陶瓷基體中,鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層、高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層、中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層呈多孔結(jié)構(gòu)。陶瓷基體中各結(jié)構(gòu)層中的孔隙尺寸從中間向兩側(cè)呈梯度遞減的分布狀態(tài);陶瓷基體中各結(jié)構(gòu)層的厚度為0.05?0.2mm,總厚度為0.5?1mm。

[0011] 抗激光損傷薄膜位于陶瓷基體中鈣摻雜錳酸鑭陶瓷層的外表面,抗激光損傷薄膜材料為氧化鋁陶瓷;抗激光損傷薄膜的厚度為50?200nm。納米過渡層由陶瓷基體和抗激光損傷薄膜中的相鄰結(jié)構(gòu)層經(jīng)高溫?zé)崽幚砗笊桑⑽挥诙叩慕缑嫣?。[0012] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn),鈣摻雜鉻酸鑭的化學(xué)組成為:La1?αCaαCrO3,其中,表征Ca摻雜量的α為0.3~0.7。低鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:La0.5BaxMnO3,其中,表征Ba摻雜量的x為0.1~0.3。中鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:La0.5BayMnO3,其中,表征Ba摻雜量的y為0.4~0.5。高鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:La0.5BazMnO3,其中,表征Ba的摻雜量z為0.6~0.7。[0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn),納米過渡層由鍍制有抗激光損傷薄膜的陶瓷基體經(jīng)500~1000℃的溫度恒溫?zé)崽幚?~30min后制得。

[0014] 本發(fā)明還包括一種如前述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基的應(yīng)用,具體為:將鑭系鈣鈦礦陶瓷基作為激光能量計(jì)的探頭中的光能吸收材料,用于吸收0.2~20μm波段內(nèi)的紫外、可見以及近紅外和中遠(yuǎn)紅外光。[0015] 本發(fā)明還包括一種寬光譜的激光能量計(jì),該激光能量計(jì)使用的探頭中采用了如前述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基。[0016] 本發(fā)明還包括一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,該制備方法用于制備如前述的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。具體地,制備方法包括如下步驟:[0017] 一、陶瓷粉體制備:[0018] (1)將氧化鑭、氧化鉻和碳酸鈣按照La1?αCaαCrO3的化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到鈣摻雜鉻酸鑭粉體;其中,α為0.3~0.7。[0019] (2)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BaxMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到低鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,x為0.1~0.3。[0020] (3)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BayMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到中鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,y為0.4~0.5。[0021] (4)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BazMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到高鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,z為0.6~0.7。[0022] 二、陶瓷基體制備:[0023] (1)將上步驟制備出的四種陶瓷原料粉體分別與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到四種不同的造粒粉末。[0024] (2)根據(jù)擬生產(chǎn)的陶瓷基體的結(jié)構(gòu)參數(shù),將四種不同的造粒粉末按照所需的用量和預(yù)設(shè)順序均勻平鋪與熱壓模具中,并在預(yù)設(shè)模壓條件下壓制成生坯。[0025] (3)在氬氣環(huán)境下對(duì)壓制出的生坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié);得到表層致密、中間多孔,且孔隙尺寸呈從中間向兩側(cè)梯度遞減分布的陶瓷基體。[0026] 三、抗激光損傷薄膜鍍制:[0027] 以Al2O3為鍍層材料,采用任意一種鍍膜工藝,在陶瓷基體其中一側(cè)的鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層表面生成厚度為50?200nm的均勻鍍層,得到的均勻鍍層即為所需的抗激光損傷薄膜。[0028] 四、納米過渡層生成:[0029] 將上步驟制得的包含抗激光損傷薄膜的陶瓷基體送入到空氣爐中,在500~1000℃的溫度條件下,保溫?zé)崽幚?~30min,以在抗激光損傷薄膜和陶瓷基體的界面處形成特定的納米過渡層,最后將產(chǎn)品自然冷卻至室溫,得到所需的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。[0030] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn),在陶瓷粉體制備過程中,各粉體的原料在固相燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度為1000~1200℃,保溫時(shí)間為2~5h;球磨粉碎時(shí)的球磨速度為300r/min,球料重量比3:1,球磨時(shí)間為24~48h。[0031] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn),在陶瓷基體制備過程中,造粒粉末中使用的聚乙烯醇溶液的濃度為5~10%,聚乙烯醇溶液的重量與陶瓷粉末的重量比為1:(10~12.5)。[0032] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn),在陶瓷基體制備過程中,生坯壓制步驟中,采用的熱壓模具,壓力設(shè)置為10~15MPa,保壓時(shí)間為5~10min。生坯燒結(jié)過程中,氬氣的壓力設(shè)置為10~20kPa,燒結(jié)溫度為1400~1500℃,燒結(jié)時(shí)間為2~4h。[0033] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn),抗激光損傷薄膜鍍制過程中,可選擇的鍍膜工藝包括真空蒸鍍、脈沖激光沉積、原子層沉積和磁控濺射技術(shù)。[0034] 本發(fā)明提供的技術(shù)方案,具有如下有益效果:[0035] 本發(fā)明設(shè)計(jì)出的光吸收體采用具有七層結(jié)構(gòu)的鑭系鈣鈦礦基陶瓷材料作為能夠吸收光能的陶瓷基體,該陶瓷基體可以有效吸收0.2~20μm波段內(nèi)的各種各種光成分,在工作波段內(nèi)的光吸收率超80%。陶瓷基體中特殊的孔隙梯度分布狀態(tài)使得該產(chǎn)品具有超強(qiáng)的耐高溫和抗熱震性能。[0036] 本發(fā)明采用致密的鈣摻雜錳酸鑭陶瓷作為膜基結(jié)構(gòu)中基體材料的最外層,并在其表面鍍制了致密的Al2O3薄膜,這使得生產(chǎn)的光吸收體同時(shí)兼具有優(yōu)良的寬光譜光吸收性能和耐高溫特性。本發(fā)明中致密Al2O3薄膜的鍍層厚度為50~200nm,因而可以在保持高透過率的基礎(chǔ)上,顯著提高基體材料的抗激光損傷性能。[0037] 特別地,基本發(fā)明方案對(duì)陶瓷基體表層和抗激光損傷薄膜的材料選擇,本發(fā)明還通過特定的熱處理溫度在二者的界面處形成一層超薄的納米過渡層,生產(chǎn)的納米過渡層使得該光吸收體的抗高溫?zé)嵴鹦缘玫矫黠@提升。[0038] 本發(fā)明還提供了一種制備以上設(shè)計(jì)的光吸收體產(chǎn)品的制備方法,該制備方法操作簡單,適于進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)品良率高,可以有效降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。附圖說明[0039] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的光吸收體中陶瓷基體的各結(jié)構(gòu)及其孔隙分布狀態(tài)的示意圖。[0040] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中由鈣摻雜鉻酸鑭燒結(jié)而成的第一陶瓷體結(jié)構(gòu)層的掃描電鏡照片。[0041] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中由高鋇摻雜錳酸鑭燒結(jié)而成的第二陶瓷體結(jié)構(gòu)層的掃描電鏡照片。[0042] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中由中鋇摻雜錳酸鑭燒結(jié)而成的第三陶瓷體結(jié)構(gòu)層的掃描電鏡照片。[0043] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中由低鋇摻雜錳酸鑭燒結(jié)而成的第四陶瓷體結(jié)構(gòu)層的掃描電鏡照片。[0044] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中提供的一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法的流程圖。[0045] 圖7為測試?yán)袠颖局械牟煌Y(jié)構(gòu)層材料在0?2.5微米波段內(nèi)的吸收光譜。[0046] 圖8為測試?yán)袠颖局械牟煌Y(jié)構(gòu)層材料在2.5?20微米波段內(nèi)的吸收光譜。具體實(shí)施方式[0047] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。[0048] 實(shí)施例1[0049] 本實(shí)施例提供一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體,如圖1所示,該光吸收體采用了多層的“夾心”結(jié)構(gòu)。按照功能劃分,該型多層的錳酸鑭陶瓷基光吸收體可分為:陶瓷基體、抗激光損傷薄膜,以及位于抗激光損傷薄膜和陶瓷基體之間的納米過渡層。其中,陶瓷基體包括七個(gè)按照預(yù)設(shè)順序依次疊層分布的結(jié)構(gòu)層。包括位于中間層的多孔的鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層;位于鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的多孔的高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;位于高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的多孔的中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層;以及位于中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層上下兩側(cè)的致密的低鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層。陶瓷基體中各結(jié)構(gòu)層的厚度為0.05?0.2mm,總厚度為0.5?1mm。[0050] 考慮到陶瓷基體的各結(jié)構(gòu)層是對(duì)稱分布的,上下兩面無方向性。本實(shí)施例中的抗激光損傷薄膜位于陶瓷基體任意一側(cè)的鈣摻雜錳酸鑭陶瓷層的外表面。抗激光損傷薄膜材料為氧化鋁陶瓷;抗激光損傷薄膜的厚度為50?200nm。納米過渡層由陶瓷基體和抗激光損傷薄膜中的相鄰結(jié)構(gòu)層經(jīng)高溫?zé)崽幚砗笊桑⑽挥诙叩慕缑嫣?。特別地,本實(shí)施例中納米過渡層由鍍制有抗激光損傷薄膜的陶瓷基體經(jīng)500~1000℃的溫度恒溫?zé)崽幚?~30min后制得。[0051] 具體地,在本實(shí)施例中,為了達(dá)到所需的陶瓷屬性。鈣摻雜鉻酸鑭的化學(xué)組成為:La1?αCaαCrO3,其中,表征Ca摻雜量的α為0.3~0.7。低鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:

La0.5BaxMnO3,其中,表征Ba摻雜量的x為0.1~0.3。中鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:

La0.5BayMnO3,其中,表征Ba摻雜量的y為0.4~0.5。高鋇摻雜錳酸鑭的化學(xué)組成為:

La0.5BazMnO3,其中,表征Ba的摻雜量z為0.6~0.7。

[0052] 在陶瓷基體中,鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層、高鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層、中鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層呈多孔結(jié)構(gòu);而最外側(cè)的低鋇摻雜錳酸鑭陶瓷層則呈致密狀態(tài)。陶瓷基體中各結(jié)構(gòu)層中的孔隙尺寸從中間向兩側(cè)呈梯度遞減的分布狀態(tài)。[0053] 在這種特殊多層夾心結(jié)構(gòu)中,位于最中間層的是由鈣摻雜鉻酸鑭燒結(jié)而成的具有較大孔隙的第一陶瓷體;第一陶瓷體的局部掃描電鏡照片如圖2所示。而在第一陶瓷體之外,則包覆有由高鋇摻雜錳酸鑭燒結(jié)而成的包含中等尺寸孔隙的第二陶瓷體;第二陶瓷體的局部掃描電鏡照片如圖3所示。在第二陶瓷體之外,則包覆有由中鋇摻雜錳酸鑭燒結(jié)而成的具有較小孔隙的第三陶瓷體。第三陶瓷體的局部掃描電鏡照片如圖4所示。圖2?4均為同一放大倍數(shù)小的顯微圖像,從圖中可以明顯看出,第一陶瓷體、第二陶瓷體和第三陶瓷體中的主要晶相的結(jié)構(gòu)以及其中包含的孔隙的尺寸均依次縮小。而在第三陶瓷體之外,還包覆有由低鋇摻雜錳酸鑭燒結(jié)而成的致密的第四陶瓷體。第四陶瓷體的掃描電鏡照片如圖5所示,從圖5中可以看出,第四陶瓷體是致密的結(jié)構(gòu),其中幾乎不包含孔隙。[0054] 在本實(shí)施例提供的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體中,激光從抗激光損傷薄膜一側(cè)入射,并穿透抗激光損傷薄膜材料,最終由陶瓷基體作為能量吸收主體,對(duì)激光中包含的光能進(jìn)行高效吸收并轉(zhuǎn)化自身的內(nèi)能。[0055] 其中,本實(shí)施例采用的陶瓷基體由鑭系鈣鈦礦陶瓷基材料制備而成。特別地,為了提高陶瓷基體的各項(xiàng)特性,本實(shí)施例利用不同摻雜物的優(yōu)化添加對(duì)材料特性的改變,生產(chǎn)出了一種從內(nèi)到外結(jié)構(gòu)中孔隙“梯度”縮小的特殊陶瓷基體。[0056] 首先,由于本實(shí)施例中陶瓷基體的七種不同結(jié)構(gòu)層均采用以鑭系鈣鈦礦陶瓷為主的材料,因此各結(jié)構(gòu)層的材料相似性高,各界面材料的熱膨脹系數(shù)相似,且各層之間相容性好,可以消除基材各層界面的熱膨脹系數(shù)和熱導(dǎo)率的突變。其次,由于材料中特殊的孔隙分布,孔隙率的增加可以降低材料的彈性模量,同時(shí)在冷卻過程中熱殘余應(yīng)力可以通過孔洞釋放。此外,本實(shí)施的方案中形成了一種具有明顯的層結(jié)構(gòu)屬性差異的完整燒結(jié)體,陶瓷基體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,從而提高了材料在極端高溫環(huán)境下的抗熱震性能。[0057] 本實(shí)施例采用的這種特殊的陶瓷基體還具有較寬的吸收光譜,在實(shí)際測試過程中,該陶瓷基體材料制成的光吸收體對(duì)0.2~20μm波長范圍內(nèi)的光線,均具有較高的吸收效率。[0058] 本實(shí)施例的光吸收體的抗激光損傷薄膜材料采用了氧化鋁鍍膜,這種材料具有較高的耐激光損傷特性,可以對(duì)內(nèi)部的陶瓷基體產(chǎn)生良好的抗光輻射損傷效果。即使在納米激光的高強(qiáng)度輻照條件下,依然可以保持較強(qiáng)的抗損傷閾值,提高光吸收體的使用壽命。氧化鋁鍍膜的另外一個(gè)特點(diǎn)是具有較高的光線透過率,因此可以保證光吸收體具有較高的光線吸收率。[0059] 基于本案抗激光損傷薄膜和陶瓷基體材料的特性,本實(shí)施例還在二者的界面上通過高溫?zé)崽幚淼姆绞叫纬梢粚颖”〉募{米過渡層。具體地,納米過渡層由鍍制有抗激光損傷薄膜的陶瓷基體經(jīng)500~1000℃的溫度恒溫?zé)崽幚?~30min后制得。主要是氧化鋁和低鋇摻雜錳酸鑭兩種不同的結(jié)構(gòu)層材料在高溫作用下發(fā)生一系列復(fù)雜的理化反應(yīng)后生成的,納米過渡層可在增強(qiáng)不同結(jié)構(gòu)層的界面效果、提高光線的傳導(dǎo)率和光能的轉(zhuǎn)化率等方面產(chǎn)生正向增益。進(jìn)而提升光吸收體的耐高溫抗熱震性能以及熱導(dǎo)率。[0060] 由于本實(shí)施例提供的光吸收體具有吸收光譜較寬,對(duì)吸收光譜內(nèi)的光線成分的吸收率極高;可以耐受較高的工作溫度;產(chǎn)品的耐光損傷和抗熱震性較強(qiáng)等特點(diǎn)。該型鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體可以作為激光能量計(jì)的探頭中的光能吸收材料,用于吸收0.2~20μm波段內(nèi)較高光普范圍內(nèi)的紫外、可見以及近紅外和中遠(yuǎn)紅外光。[0061] 實(shí)施例2[0062] 本實(shí)施例提供一種鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體的制備方法,該制備方法用于制備實(shí)施例1中的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。具體地,制備方法包括如下步驟:[0063] 一、陶瓷粉體制備:[0064] (1)將氧化鑭、氧化鉻和碳酸鈣按照La1?αCaαCrO3的化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到鈣摻雜鉻酸鑭粉體;其中,α為0.3~0.7。[0065] (2)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BaxMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到低鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,x為0.1~0.3。[0066] (3)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BayMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到中鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,y為0.4~0.5。[0067] (4)將氧化鑭、氧化錳和碳酸鋇按照La0.5BazMnO3的預(yù)設(shè)化學(xué)計(jì)量比混料后,固相燒結(jié),再經(jīng)球磨、過篩得到高鋇摻雜錳酸鑭粉體;其中,z為0.6~0.7。[0068] 具體地,在陶瓷粉體制備過程中,各粉體的原料在固相燒結(jié)時(shí)的燒結(jié)溫度為1000~1200℃,保溫時(shí)間為2~5h;球磨粉碎時(shí)的球磨速度為300r/min,球料重量比3:1,球磨時(shí)間為24~48h。[0069] 二、陶瓷基體制備:[0070] (1)將上步驟制備出的四種陶瓷原料粉體分別與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到四種不同的造粒粉末。[0071] 造粒時(shí),本實(shí)施例在球磨出的陶瓷粉體中加入了聚乙烯醇溶液。聚乙烯醇溶液的目的是改善過細(xì)陶瓷粉體在壓制階段的成型效果。基于這一目標(biāo),本實(shí)施例選擇了較低濃度的聚乙烯醇溶液,聚乙烯醇溶液的濃度為5~10%。聚乙烯醇溶液的用量也相對(duì)較少,具體地,本實(shí)施例中聚乙烯醇溶液的重量與陶瓷粉末的重量比為1:(10~12.5)。[0072] (2)根據(jù)擬生產(chǎn)的陶瓷基體的結(jié)構(gòu)參數(shù),將四種不同的造粒粉末按照所需的用量和預(yù)設(shè)順序均勻平鋪與熱壓模具中,并在預(yù)設(shè)模壓條件下壓制成生坯。[0073] 生坯壓制步驟中,熱壓模具的形狀和尺寸可以根據(jù)擬生產(chǎn)的陶瓷基體的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行合理選擇。例如在本實(shí)施例中,采用 的圓形熱壓模具。壓制過程中的壓力設(shè)置為10~15MPa,保壓時(shí)間為5~10min。[0074] (3)在氬氣環(huán)境下對(duì)壓制出的生坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié);得到表層致密、中間多孔,且孔隙尺寸呈從中間向兩側(cè)梯度遞減分布的陶瓷基體。[0075] 生坯燒結(jié)過程中,氬氣氣氛的壓力設(shè)置為10~20kPa,燒結(jié)溫度為1400~1500℃,燒結(jié)時(shí)間為2~4h。[0076] 三、抗激光損傷薄膜鍍制:[0077] 以Al2O3為鍍層材料,采用任意一種鍍膜工藝,在陶瓷基體其中一側(cè)的鈣摻雜鉻酸鑭陶瓷層表面生成厚度為50?200nm的均勻鍍層,得到的均勻鍍層即為所需的抗激光損傷薄膜。[0078] 本實(shí)施例本實(shí)施例中的Al2O3鍍層鍍?cè)谔沾苫w中致密的錳酸鑭陶瓷層表面,鍍膜的基面均勻且和鍍層材料相容性和附著力好。在抗激光損傷薄膜鍍制過程中,可選擇的鍍膜工藝包括真空蒸鍍、脈沖激光沉積、原子層沉積和磁控濺射技術(shù)中任意一種。[0079] 四、納米過渡層生成:[0080] 將上步驟制得的包含抗激光損傷薄膜的陶瓷基體送入到空氣爐中,在500~1000℃的溫度條件下,保溫?zé)崽幚?~30min,以在抗激光損傷薄膜和陶瓷基體的界面處形成特定的納米過渡層,最后將產(chǎn)品自然冷卻至室溫,得到所需的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。[0081] 為了驗(yàn)證本實(shí)施例提供的制備方法的有效性,以及不同工藝參數(shù)條件下產(chǎn)品的性能差異,本實(shí)施例還采用不同工藝參數(shù)的上述制備方法對(duì)鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體進(jìn)行樣品試制。具體的制備案例如下:[0082] 測試?yán)?[0083] (1)固相法合成寬光譜高吸收的鑭系鈣鈦礦陶瓷粉體:[0084] 將氧化鑭、氧化錳、碳酸鋇、碳酸鈣、氧化鉻粉末分別按La0.5Ba0.1MnO3、La0.5Ba0.4MnO3、La0.5Ba0.6MnO3和La0.7Ca0.3CrO3的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行混料后固相燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1000℃,升溫速度為5℃/min,保溫時(shí)間為5h。燒結(jié)產(chǎn)物以300轉(zhuǎn)/min的速度球磨24h、過篩;最后得到三種不同摻雜率的鋇摻雜錳酸鑭,以及鈣摻雜鉻酸鑭粉末。[0085] (2)制備孔隙梯度七層結(jié)構(gòu)鑭系鈣鈦礦陶瓷基片:[0086] 首先,將上述四種粉末與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到造粒后的粉末。其中,聚乙烯醇溶液的濃度為5%,聚乙烯醇溶液與陶瓷粉末的重量比為1:12。然后,將造粒后的粉末按照第一和第七層為La0.5Ba0.1MnO3,第二和第六層為La0.5Ba0.4MnO3,第三和五層為La0.5Ba0.6MnO3,第四層為La0.7Ca0.3CrO3的順序依次均勻平鋪于 的熱壓模具中,并在

10Mpa的模壓下保壓10min得到生坯。最后,在氬氣環(huán)境下于1400℃高溫,以及20kPa氣氛壓力,燒結(jié)4h;得到表層致密、中間多孔的陶瓷基體。

[0087] 其中,燒結(jié)產(chǎn)物中的第一和第七層為厚0.05mm、致密的La0.5Ba0.1MnO3。第二和第六層為厚0.05mm、較小孔的La0.5Ba0.4MnO3。第三和第五層為厚0.05mm、中孔的La0.5Ba0.6MnO3。第四層為厚0.2mm、較大孔的La0.7Ca0.3CrO3。[0088] (3)鍍制致密Al2O3膜:[0089] 采用真空蒸鍍技術(shù)在陶瓷基體表面鍍制200nm厚的Al2O3膜。[0090] (4)在空氣爐中熱處理:[0091] 將上述膜基結(jié)構(gòu)置于空氣爐中,以500℃的溫度熱處理30min,取出自然冷卻后得到所需鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。[0092] 測試?yán)?[0093] (1)固相法合成寬光譜高吸收的鑭系鈣鈦礦陶瓷粉體:[0094] 將氧化鑭、氧化錳、碳酸鋇、碳酸鈣、氧化鉻粉末分別按La0.5Ba0.2MnO3、La0.5Ba0.5MnO3、La0.5Ba0.7MnO3和La0.6Ca0.4CrO3的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行混料后固相燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1100℃,升溫速度為5℃/min,保溫時(shí)間為3h。再經(jīng)300r/min的速度球磨48h、過篩分別得到三種不同摻雜率的鋇摻雜錳酸鑭,以及鈣摻雜鉻酸鑭粉末。[0095] (2)制備孔隙梯度七層結(jié)構(gòu)鑭系鈣鈦礦陶瓷基片:[0096] 首先,將上述四種粉末與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到造粒后的粉末。其中,聚乙烯醇溶液的濃度為6%,聚乙烯醇溶液與陶瓷粉末的重量比為1:11.1。然后,將造粒后的粉末按照第一和第七層為La0.5Ba0.2MnO3,第二和第六層為La0.5Ba0.5MnO3,第三和五層為La0.5Ba0.7MnO3,第四層為La0.6Ca0.4CrO3的順序依次均勻平鋪于 的熱壓模具中,并在11Mpa的模壓下保壓9min得到生坯。最后,在氬氣環(huán)境下于1450℃高溫以及15kPa氣氛壓力為燒結(jié)3h,即得到表層致密中間多孔的陶瓷基體。

[0097] 其中,燒結(jié)產(chǎn)物中的第一和第七層為厚0.05mm、致密的La0.5Ba0.2MnO3。第二和第六層為厚0.05mm、較小孔的La0.5Ba0.5MnO3。第三和第五層為厚0.1mm、中孔的La0.5Ba0.7MnO3。第四層為厚0.2mm、較大孔的La0.6Ca0.4CrO3。[0098] (3)鍍制致密Al2O3膜:[0099] 采用脈沖激光沉積技術(shù)在孔隙梯度陶瓷表面鍍制150nm厚的Al2O3膜。[0100] (4)在空氣爐中熱處理:[0101] 將上述膜基結(jié)構(gòu)置于空氣爐中,在600℃的溫度下恒溫?zé)崽幚?5min;取出自然冷卻后得到所需鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。[0102] 測試?yán)?[0103] (1)固相法合成寬光譜高吸收的鑭系鈣鈦礦陶瓷粉體:[0104] 將氧化鑭、氧化錳、碳酸鋇、碳酸鈣、氧化鉻粉末分別按La0.5Ba0.3MnO3、La0.5Ba0.4MnO3、La0.5Ba0.6MnO3和La0.5Ca0.5CrO3的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行混料后固相燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1050℃,升溫速度為5℃/min,保溫時(shí)間為4h。再經(jīng)以300r/min的速度球磨36h、過篩分別得到三種不同摻雜率的鋇摻雜錳酸鑭,以及鈣摻雜鉻酸鑭粉末。[0105] (2)制備孔隙梯度七層結(jié)構(gòu)鑭系鈣鈦礦陶瓷基片:[0106] 首先,將上述四種粉末與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到造粒后的粉末。其中,聚乙烯醇溶液的濃度為8%,聚乙烯醇溶液與陶瓷粉末的重量比為1:12.5;然后,將造粒后的粉末按照第一和第七層為La0.5Ba0.3MnO3,第二和第六層為La0.5Ba0.4MnO3,第三和五層為La0.5Ba0.6MnO3,第四層為La0.5Ca0.5CrO3的順序依次均勻平鋪于 的熱壓模具中,并在14Mpa的模壓下保壓7min得到生坯。最后,在氬氣環(huán)境下于1500℃高溫以及10kPa的氣壓條件下為燒結(jié)2h,即得到表層致密中間多孔的陶瓷基體。

[0107] 其中,燒結(jié)產(chǎn)物中的第一和第七層為厚0.1mm、致密的La0.5Ba0.3MnO3。第二和第六層為厚0.1mm、較小孔的La0.5Ba0.4MnO3。第三和第五層為厚0.1mm、中孔的La0.5Ba0.6MnO3。第四層為厚0.2mm、較大孔的La0.5Ca0.5CrO3。[0108] (3)鍍制致密Al2O3膜:[0109] 采用原子層沉積技術(shù)在孔隙梯度陶瓷表面鍍制50nm厚的Al2O3膜。[0110] (4)在空氣爐中熱處理:[0111] 將上述膜基結(jié)構(gòu)置于空氣爐中,在1000℃的溫度條件下,恒溫?zé)崽幚?min;取出自然冷卻后得到所需鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。[0112] 測試?yán)?[0113] (1)固相法合成寬光譜高吸收的鑭系鈣鈦礦陶瓷粉體:[0114] 將氧化鑭、氧化錳、碳酸鋇、碳酸鈣、氧化鉻粉末分別按La0.5Ba0.3MnO3、La0.5Ba0.5MnO3、La0.5Ba0.7MnO3和La0.3Ca07CrO3的化學(xué)計(jì)量比進(jìn)行混料后固相燒結(jié)。燒結(jié)溫度為1050℃,升溫速度為5℃/min,保溫時(shí)間為4h。再經(jīng)以300r/min的速度球磨48h、過篩;分別得到鈣摻雜鉻酸鑭粉末,以及三種不同摻雜率的鋇摻雜錳酸鑭粉末。[0115] (2)制備孔隙梯度七層結(jié)構(gòu)鑭系鈣鈦礦陶瓷基片:[0116] 首先,將上述四種粉末分別與聚乙烯醇溶液混合均勻,過200目篩,得到造粒后的粉末。其中,聚乙烯醇溶液的濃度為10%,聚乙烯醇溶液與陶瓷粉末的重量比為1:10。然后,將造粒后的粉末按照第一和第七層為La0.5Ba0.3MnO3,第二和第六層為La0.5Ba0.5MnO3,第三和五層為La0.5Ba0.7MnO3,第四層為La0.3Ca0.7CrO3的順序,依次均勻平鋪于 的熱壓模具中,并在15Mpa的模壓下保壓5min得到生坯。最后,在氬氣環(huán)境下于1500℃高溫以及10kPa的氣氛壓力條件下燒結(jié)2h,即得到表層致密中間多孔的陶瓷基體。[0117] 其中,燒結(jié)產(chǎn)物中的第一和第七層為厚0.1mm、致密的La0.5Ba0.3MnO3。第二和第六層為厚0.1mm、較小孔的La0.5Ba0.5MnO3。第三和第五層為厚0.2mm、中孔的La0.5Ba0.7MnO3。第四層為厚0.2mm、較大孔的La0.3Ca0.7CrO3。[0118] (3)鍍制致密Al2O3膜:[0119] 采用磁控濺射技術(shù)在孔隙梯度陶瓷表面鍍制50nm厚的Al2O3膜。[0120] (4)在空氣爐中熱處理:[0121] 將上述膜基結(jié)構(gòu)置于空氣爐中,在1000℃的溫度條件下保溫?zé)崽幚?min;取出自然冷卻后,得到所需鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。[0122] 性能測試:[0123] 1、陶瓷基體各結(jié)構(gòu)層的局部微觀結(jié)構(gòu)[0124] 在以上各測試?yán)苽涑龅臉悠分?,具有孔隙梯度的七層結(jié)構(gòu)鑭系鈣鈦礦基陶瓷中各個(gè)結(jié)構(gòu)層的電鏡照片均如附圖2?5所示。不同樣品中,對(duì)應(yīng)陶瓷層中孔隙的大小和密度差異不大,且整體均呈明顯的七層結(jié)構(gòu)。[0125] 2、光吸收體的性能測試[0126] 為了驗(yàn)證本實(shí)施例提供的各個(gè)光吸收體的產(chǎn)品性能,本實(shí)施例還對(duì)各測試?yán)兄苽涑龈鱾€(gè)樣品進(jìn)行性能測試,測試項(xiàng)目包括:耐高溫性能、抗熱震性能,以及在不同波段內(nèi)材料的光吸收率。各測試?yán)袠悠返男阅軠y試結(jié)果如下:[0127] (1)吸收光譜[0128] 考慮到光吸收體中對(duì)光成分起到吸收作用的主要是陶瓷基體。本實(shí)施例對(duì)陶瓷基體中不同組分和結(jié)構(gòu)的陶瓷體的吸收性能進(jìn)行測試和統(tǒng)計(jì),并繪制出如下吸收光譜。其中,各材料在0?2.5微米波段內(nèi)的吸收光譜如圖7所示,而在2.5?20微米波段(工作波段)內(nèi)吸收光譜如圖8所示,分析圖中數(shù)據(jù)可知:本實(shí)施例中光吸收體中各層材料在工作波段范圍內(nèi)的光吸收率均維持在較高水平,可以產(chǎn)生良好的光吸收效果。其中,本實(shí)施例的光吸收體在2.5?14微米波段內(nèi)的吸收率均維持在極高水平,平均吸收率達(dá)80%以上,而在14?20微米波段內(nèi)吸收率存在波動(dòng),但仍在可接受范圍內(nèi)。

[0129] (2)耐高溫抗熱震測試[0130] 光吸收體的抗熱震性通過以下空冷方法進(jìn)行測試。將光吸收體置于1200℃的馬弗爐中并保持15分鐘,然后迅速從馬弗爐中取出并在空氣中冷卻至室溫。上述實(shí)驗(yàn)過程重復(fù)30次。

[0131] (3)抗激光損失性能[0132] 通過1?on?1測試方法,包括在具有不同激光能量密度的光吸收體的至少10個(gè)不同采樣點(diǎn)上采集的一個(gè)激光輻射樣本。光吸收體抗激光損失性能圖的繪制取決于能量密度,然后將數(shù)據(jù)線性外推以找到損傷概率為0%的位置,即是激光損傷性能。在數(shù)據(jù)處理過程中進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,從而減小樣品表面缺陷在損傷閾值測量中引入的誤差。[0133] 表1:各測試?yán)龢悠返男阅軠y試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表[0134][0135] 實(shí)施例3[0136] 本實(shí)施例提供一種寬光譜的激光能量計(jì),該激光能量計(jì)的的探頭中采用了如實(shí)施例2的制備方法制備出的鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體。因此,該激光能量計(jì)有較寬的吸收光譜,光吸收率高。同時(shí)還有較強(qiáng)的耐光損傷性能和抗熱震性能。產(chǎn)品的使用壽命得到明顯提升。[0137] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。



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“鑭系鈣鈦礦陶瓷基光吸收體及其應(yīng)用與制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
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