Co摻雜比例對(duì)ZnO熱致變色變發(fā)射率性能的影響

徐 晨 方 罡 劉初陽 徐國躍 朱永梅 張艷婷

(南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 211106)

熱致變色材料及熱致變發(fā)射率材料，在不同場(chǎng)合都具有重要的應(yīng)用[1-2]。例如在航空航天領(lǐng)域中，飛行器的飛行速度比較高，它的軸承轉(zhuǎn)動(dòng)速度快，對(duì)于它的軸承和發(fā)動(dòng)機(jī)上的葉片的溫度無法用一般的溫度計(jì)去測(cè)量，但是可以利用熱致變色材料在不同的溫度具有不同顏色的特點(diǎn)去測(cè)量溫度[3]。空間飛行器與外界是通過輻射的形勢(shì)進(jìn)行熱交換，當(dāng)它飛行到地球陰影一側(cè)時(shí)，環(huán)境溫度較低，那么就需要低發(fā)射率來節(jié)能；而飛行到向陽一側(cè)時(shí)，溫度較高，需要高發(fā)射率來增加散熱。因此，通過變發(fā)射率材料可調(diào)節(jié)熱交換來改變航天器的控溫性能。

而在軍事隱身領(lǐng)域，針對(duì)探測(cè)手段的多樣化，提出了顏色與發(fā)射率同時(shí)變化的要求。既需要軍事裝備表面的顏色可以隨著所在的環(huán)境不同而發(fā)生相應(yīng)的變化，以滿足可見光隱身。還需要裝備表面在高溫環(huán)境下具有高發(fā)射率來散熱，在低溫環(huán)境下具有低發(fā)射率來儲(chǔ)熱，從而調(diào)節(jié)自身的溫度、控制紅外熱輻射變化，進(jìn)而對(duì)熱輻射探測(cè)器隱身。由此可見，研究熱致變色變發(fā)射率材料具有十分重要的意義。

氧化鋅的儲(chǔ)量大、價(jià)格低、性能穩(wěn)定，且環(huán)境友好，是直接帶隙寬禁帶半導(dǎo)體材料，室溫下的氧化鋅的禁帶寬度為3.37 eV，是最具前景的一種半導(dǎo)體光電、壓電、鐵電及熱電材料[4-6]。并且，ZnO半導(dǎo)體也可以在電、光等外來能量的激發(fā)下變色。……