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《哈尔滨工业大学》 2009年
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ZnO/SiO_x核壳粒子的制备及质子辐照损伤机理研究

曹福英  
【摘要】: ZnO基热控涂层是一种广泛应用于各类航天器的低吸收-发射比热控涂层,具有良好的光学性能和工艺性能。但在空间辐射环境作用下,其光学性能易发生退化。而采用合理的表面改性技术不仅可以有效解决ZnO颜料的耐空间辐照稳定性问题,还有可能在一定程度上进一步改善其初始光学性能,具有十分重要的工程应用背景和理论研究价值。 本文采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)方法,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水作催化剂,异丙醇作为共溶剂,系统研究了航天器热控涂层用ZnO颜料的包覆改性工艺,以及质子辐照下的改性效果与损伤机理。 结果表明:SiO_2质量百分含量为26.8%,反应温度为40℃的条件下,添加适量PEG分散剂,可成功地在ZnO颜料颗粒表面包覆一层均匀致密的SiO_x薄膜,即形成了ZnO/SiO_x核壳结构粒子。 质子辐照下,改性后ZnO/SiO_x核壳结构粒子的光学性能退化主要发生在可见光区,其吸收峰位置较未改性ZnO颜料有较为明显的“蓝移”和窄化。随辐照注量增加,吸收峰逐渐增强、并发生“红移”。当质子注量Φ_p1×10~(16)cm~(-2)时,改性后ZnO/SiO_x核壳结构粒子的太阳吸收比变化Δαs较未经改性的ZnO颜料有较大降低。但当Φ_p=1×10~(16)cm~(-2)时,ZnO/SiO_x核壳结构粒子的Δα_s变化出现了异常增加的现象。 光致发光光谱(PL谱)分析表明,质子辐照前后ZnO/SiO_x核壳结构粒子中的点缺陷种类与未改性ZnO颜料相同。包括:锌填隙(Zn_i)、氧填隙(O_i)、锌空位(V_(Zn))、氧空位(V_O)等,但改性后ZnO/SiO_x核壳结构粒子中缺陷浓度明显降低。并且质子辐照后,没有产生新的缺陷产生。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:V250.3

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【参考文献】
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