[发明专利]一种智能热辐射陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于功能陶瓷材料技术领域，特别涉及一种智能热辐射陶瓷材料及其 制备方法。

背景技术

具有钙钛矿结构的(La_1-x-ySr_xCa_y)MnO₃(LSCMO)材料是国际上应用于可变发 射率热控研究的主要材料之一。它具有特殊的磁性能和相变性能，其巨大的磁阻 和金属、绝缘体转变性能尤其引人注目。在该固溶体系列中，当x位于0.16和 0.26之间时，该陶瓷材料的相变温度可以控制在室温290K附近，并且随着温度 的升高发生从金属态到绝缘态的转变，导致红外发射特性也发生很大的改变。在 相变温度以上为绝缘态，具有较高的发射率，在相变温度以下为金属态，发射率 较低。当把该材料的相变温度控制在室温时，就可以自主调节发射率在室温附近 的较大改变，来实现航天器在室温附近的温度控制。

这种热控材料可以有块体(陶瓷贴片)和薄膜两种应用方式。相比块体热控 材料，薄膜材料由于在重量上可以忽略不计，因而更具优势。目前国外对这种材 料进行小卫星热控研究开展工作有日本的NEC公司，该公司研制的两种可变发 射率智能型相变热控材料已用于小行星探测卫星MUSES-C上，在2003年底发 射的代号为INDEX的卫星也应用了此项技术。通过空间质子、电子及紫外辐照 实验结果表明该材料具有很好的空间适应性。

国内对LSCMO材料在热控方面的研究很少，该材料在国内航天器上还没有 得到应用，影响着航天器的自主热控管理能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能热辐射陶瓷材料及其制备方法。

一种智能热辐射陶瓷材料，其特征在于，所述智能热辐射陶瓷材料由 (La_1-x-ySr_xCa_y)MnO₃和SiO₂组成，其中，x＝0.10～0.30，y＝0.10～0.20，SiO₂的质 量为(La_1-x-ySr_xCa_y)MnO₃质量的0.02～0.08％。

一种智能热辐射陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法步骤如下，

(1)将La(NO₃)₃·6H₂O、Sr(NO₃)₂、Ca(NO₃)₂·4H₂O和Mn(NO₃)₂按式 (La_1-x-ySr_xCa_y)MnO₃称取原料，其中，x＝0.10～0.30，y＝0.10～0.20，将原料加入去 离子水中配制成溶液，得到均匀的硝酸盐溶液，水浴加热，水浴温度为60～100℃， 机械搅拌条件下，向硝酸盐溶液中滴加沉淀剂，得到La³⁺、Sr²⁺、Ca²⁺及Mn³⁺的 共沉淀产物，抽滤，洗涤，加入夹带剂充分搅拌使其分散均匀形成悬浊液，将悬 浊液采用非均相的共沸蒸馏法进行后续的脱水处理，得到LSCMO陶瓷粉体前驱 体，再将获得的LSCMO陶瓷粉体前驱体在550～900℃下煅烧，煅烧时间为1～2 小时，在空气中随炉冷却，得到纳米LSCMO粉体；

(2)取步骤(1)所得到的LSCMO粉体，加入SiO₂，SiO₂加入量为LSCMO粉体 质量的0.02～0.08％，在球磨机中加入球磨介质研磨混合4～6小时，空气气氛下烘 干；

(3)将步骤(2)烘干后的粉料外加聚乙烯醇水溶液造粒，聚乙烯醇水溶液加入量 为烘干后的粉料总质量的3～7％，压力为100～200MPa下压制成型，成型后烧结， 烧结温度为1400～1600℃，烧结时间为2～6小时，制成锰酸锶镧系列智能热辐射 陶瓷材料。

所述沉淀剂为碳酸氢铵和氨水的缓冲溶液。

所述夹带剂为正丁醇。

所述球磨介质为去离子水或无水乙醇。

所述聚乙烯醇水溶液质量分数为0.5～2.0％。