纳米氧化镁红外吸波性能实验研究

论文摘要

红外吸波材料的研究与开发对现代隐身技术的发展和人民生活中的红外防护、保暖等方面均具有重要意义。而近期研究表明,纳米金属氧化物对红外电磁波的吸收体现出吸收峰强度高、频带宽且吸收峰随材料的形貌和粒径有不同程度的蓝移和红移的特点。本论文针对纳米氧化镁红外吸波性能展开实验研究,以期探究其红外吸波机理。本文中所采用的纳米氧化镁样品均是采用液相沉淀-热分解法制备得到的,控制反应过程中的搅拌强度、煅烧时间、煅烧温度以及反应温度等因素,形成不同粒度及形貌的样品。通过XRD、TEM、IR检测,获得了其结构、形貌以及红外吸收等特性。通过XRD检测,可知样品粒度范围在30～100nm之间。通过IR检测结果显示,相对于普通方镁石,所得样品对红外电磁波的吸收表现出蓝移和频带宽等特点。随着样品粒度的不断减小,先发生了蓝移（100～50nm）,而后发生了红移（50～30nm）,而达到蓝移极限时,所对应的纳米粒子粒度约为50nm。红外光谱的吸收异常受到很多因素影响,包括晶格畸变、量子尺寸效应、表面效应等因素。至于是发生红移还是蓝移,取决于某种因素起到主要作用。在论文后半部分的机理分析中,把Mg-O键的伸缩振动比作简谐振动,分析认为界面的存在是导致其光谱蓝移的原因之一；并且认为在纳米粒子的不同部分,晶格畸变也不尽相同,这也是导致频谱移动非单调性的原因。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 纳米材料
• 1.1.1 纳米材料结构
• 1.1.2 纳米材料的基本效应
• 1.1.3 纳米材料的光学特性
• 1.2 纳米金属氧化物
• 1.3 红外光谱法在纳米金属氧化物研究中的应用
• 1.3.1 红外光谱简介
• 1.3.2 红外光谱法在研究金属氧化物纳米材料中的应用
• 第2章 纳米氧化镁的制备
• 2.1 纳米氧化镁的性质及应用
• 2.2 纳米氧化镁制备研究现状
• 2.3 纳米氧化镁的制备方法简介
• 2.4 实验设备介绍
• 2.4.1 本实验所用主要仪器设备
• 2.4.2 本实验所用检测设备
• 2.5 纳米氧化镁的制备
• 2.6 简述影响粒度与形貌的因素
• 2.6.1 晶型控制剂的用量
• 2.6.2 搅拌强度的影响
• 2.6.3 沉淀反应时间的影响
• 2.6.4 沉淀反应温度的影响
• 2.6.5 煅烧时间的影响
• 2.6.6 煅烧温度的影响
• 2.7 本章小结
• 第3章 纳米氧化镁的红外光谱研究
• 3.1 纳米氧化镁红外吸收研究现状
• 3.2 不同粒度样品红外吸收性能研究
• 3.2.1 XRD测试结果和分析讨论
• 3.2.2 TEM测试结果和分析讨论
• 3.2.3 IR测试结果和分析讨论
• 3.3 不同形状样品红外吸收性能研究
• 3.3.1 TEM测试结果和分析讨论
• 3.3.2 IR测试结果和分析讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 纳米氧化镁红外吸收机理探索研究
• 4.1 原子振动频率计算
• 4.2 表面比的计算
• 4.3 晶格畸变的比较预测
• 4.4 一维原子链的振动
• 4.4.1 无边界的情况下,原子链振动情况
• 4.4.2 有边界的情况下,原子链振动情况
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢