1 山东硅纳新材料科技有限公司, 淄博 255400
2 山东理工大学工程陶瓷研究院, 淄博 255030
3 山东工业陶瓷研究设计院有限公司, 淄博 255035
针对高熵碳化物制备困难, 本文采用ZrC、HfC、NbC和TaC粉为原料, Ni粉为熔剂,通过低温无压烧结工艺成功制备出三种不同成分的高熵(Zr,Hf,Nb,Ta)C粉体。结果表明, 三种粉体均为微米长方体, 且暴露(100)晶面。(Zr1/4Hf1/4Nb1/4Ta1/4)C微米长方体因具有高介电常数而展现出优异的吸波性能, 在厚度为3.5 mm、频率为6.16 GHz时, 最低反射损耗值可达-48.86 dB。高熵(Zr,Hf,Nb,Ta)C微米长方体在800~1 200 ℃下展示出优异的抗氧化性, 且氧化产物均由正交相(NbxTa1-x)2O5固溶体、单斜相(ZrxHf1-x)O2固溶体和正交相HfO2所组成, 与氧化温度和过渡金属的物质的量比无关。Zr、Hf、Nb和Ta的协同作用导致其氧化机制与单组元碳化物截然不同, Hf的存在抑制Nb2O5由正交晶系向单斜晶系转变, 还会促使ZrO2在800 ℃时由四方晶系转变为单斜晶系。此外, Nb和Ta的存在促使HfO2在常压下由单斜晶系转变为四方晶系。
高熵碳化物陶瓷 微米长方体 吸波性能 抗氧化性 high-entropy carbides ceramics (Zr,Hf,Nb,Ta)C (Zr,Hf,Nb,Ta)C microcuboid microwave absorption property oxidation resistance
1 郑州航空工业管理学院材料学院，郑州 450046
2 郑州大学材料科学与工程学院，郑州 450001
3 洛阳理工学院，河南 洛阳 471023
以高熵合金的研究为背景，将构型熵稳定单相的概念引入无机非金属材料，而逐步发展出一种新的陶瓷材料体系——高熵陶瓷。高熵陶瓷的优点是成分和结构的多样性，这使得其有潜能成为广泛应用的功能材料。本工作采用简单易行的固相烧结法合成了具有尖晶石结构和钙钛矿结构的高熵复相陶瓷，并进一步研究了其物相组成、显微结构、元素含量及价态、和电磁波吸收性能，探究了高熵复相陶瓷的吸波性能随烧结温度的变化规律。结果表明：高熵复相陶瓷可成功制备成型，通过高熵效应能够烧结出2种晶体结构(尖晶石结构和钙钛矿结构)。在1 300 ℃的烧结温度下，存在最大的介电常数，在频率范围为X波段8.2~12.4 GHz时，具备最佳的电磁波吸收性能。
高熵陶瓷 尖晶石结构 钙钛矿结构 介电损耗 电磁波吸收性能 high-entropy ceramics spinel structure perovskite structure dielectric loss electromagnetic wave absorption property
郑州轻工业大学物理与电子工程学院，河南省磁电信息功能材料重点实验室，郑州 450002
采用高温固相法合成出正交相和三斜相结构的BiNbO4∶Eu3+样品，利用X 射线衍射(XRD)、拉曼光谱、吸收光谱和荧光光谱对样品的结构和光学性能进行了研究。结果表明: 900 ℃合成样品为正交相结构α-BiNbO4，而1 200 ℃得到三斜相结构β-BiNbO4。吸收光谱得到α相和β相BiNbO4的光学带隙分别为2.69 eV和2.96 eV，与第一性原理的理论结果2.640 eV和3.032 eV相吻合。Eu3+掺杂诱导二者的光学带隙蓝移至2.89 eV和3.05 eV，有效改变了其光响应范围。荧光光谱表明: Eu3+在两种结构的最强荧光峰均来自5D0→7F2电偶极跃迁，最强荧光峰分别位于615 nm和611 nm。Eu3+在β-BiNbO4中的荧光强度更高，而且其5D0→7F2和5D0→7F1的荧光强度比值更大。与Eu3+相似，Er3+在β-BiNbO4中具有更高的上转换荧光强度，其强度约是在α-BiNbO4中荧光的近40倍，说明三斜结构BiNbO4更适合做稀土离子的基质材料。
发光材料 Eu掺杂 荧光光谱 拉曼光谱 第一性原理 光响应 吸收性能 luminescence material BiNbO4 BiNbO4 Eu doping fluorescence spectrum Raman spectrum first-principle theory optical response absorption property
1 烟台职业学院机械工程系，烟台 264670
2 中国兵器工业集团第五二研究所，烟台 264003
核壳结构的碳材料具有优异的吸波性能，但是在陶瓷基体中难以分散均匀。本研究通过化学气相沉积法在氮化铝陶瓷基体中引入磁性纳米洋葱碳，制备 了FeNi@CNOs/AlN复合材料，研究了其相组成、微观形貌和吸波性能。结果表明，1100 K下基于Al粉与C粉，FeNi催化剂的存在可原位生成FeNi@CNOs/AlN复合 材料；10wt%FeNi@CNOs/AlN复合材料在8.29~15.32 GHz范围内，其RL值均低于-10 dB，在13.2 GHz处达到最大值为-23 dB。
纳米洋葱碳 氮化铝 介电损耗 吸波性能 carbon nano onion AlN dielectric loss microwave absorption property
1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 淮北师范大学物理与电子信息学院, 安徽 淮北 235000
3 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
用传输矩阵法对含缺陷层的一维光子晶体的吸收特性进行了系统的研究。取介质层为非金属介质，缺陷层为金属介质，给出实际材料构成的光子晶体吸收率与波长的关系曲线，又对任意介质构成的光子晶体吸收特性进行了研究，即分别研究了入射角的变化、缺陷层折射率虚部的变化、介质层折射率的变化、介质层厚度的变化以及光子晶体周期结构的变化对光子晶体吸收特性的影响，得到了一些有价值的结论。通过调节光子晶体的一些参数，就可以发现这些参数对光子晶体吸收率的影响，从而为光子晶体的设计和制备提供了重要的理论依据。
光电子学 光子晶体 吸收特性 缺陷层
1 中国科学院南海海洋研究所LED重点实验室，广州 510301
2 中国科学院研究生院，北京 100039
利用Mie理论模型对不同粒径分布和复折射率的浮游植物吸收和散射特性进行了模拟计算。在550nm波长处，直径＜10μm的颗粒对总的散射系数贡献最大，单位体积浓度的散射系数随着折射率实部n的增大呈有规律的地增加。对给定的n值来说，随着微分粒径分布参数j值的增大而增加，折射率实部n对单位色素浓度的吸收系数a(*，p)(λ)的影响很小，对b(*，p)(λ)影响相对较大。折射率虚部n′对单位色素浓度的吸收系数a(*，p)(λ)的影响很大，对b(*，p)(λ)的影响相对较小。微分粒径分布参数j对a(*，p)(λ)和b(*，p)(λ)的影响都很大，a(*，p)(λ)随j值的减小而减小的主要原因是因为大颗粒“打包效应”引起的吸收减弱，而b(*，p)(λ)随j值的增大而增大的主要原因是因为小粒径颗粒对散射的贡献。
海洋光学 浮游植物 吸收特性 散射特性 Mie理论 ocean optics phytoplankton absorption property scattering property Mie theory
