Ca2+-doped DyTa3O9: A novel rare-earth tantalate high emissivity material

材料科学 兴奋剂 红外线的 发射率 分析化学(期刊) 陶瓷 杂质 光学 光电子学 物理 化学 复合材料 量子力学 色谱法
作者
Jiaqi Li,Jianyu Li,Bin Xu,Zhiyi Ren,S.L. Yan,D. Y. Zhang,Meng Wang,Xiaoliang Sun,Chi Liu,Jing Feng
出处
期刊:Modern Physics Letters B [World Scientific]
卷期号:39 (02) 被引量:1
标识
DOI:10.1142/s0217984924503913
摘要

This work aims to investigate the influence of Ca[Formula: see text] doping on the infrared emission properties of DyTa 3 O 9 ceramics. DyTa 3 O 9 is considered a promising high-temperature thermal protection material due to its low thermal conductivity and good high-temperature stability. However, there is currently no research on the infrared radiation performance of such materials. We synthesized DyTa 3 O 9 ceramics with different Ca[Formula: see text] doping concentrations using the solid-phase reaction method and systematically investigated the effect of doping concentration on the infrared emissivity of DyTa 3 O 9 ceramics. When Ca[Formula: see text] is doped into the DyTa 3 O 9 lattice, the original Dy elements are replaced by Ca, resulting in an increase in lattice constants and enhanced lattice distortion. The doping of Ca[Formula: see text] introduces impurity energy levels, making it possible for some low-energy electron transitions, achieving an enhancement in infrared absorption and emission capabilities. When the Ca[Formula: see text] doping concentration reaches 7.5% mol, the average infrared emissivity in the 3–5[Formula: see text][Formula: see text]m and 8–12[Formula: see text][Formula: see text]m ranges are 0.85 and 0.92, respectively, representing a 19.7% and 21% increase compared to DyTa 3 O 9 . This novel high-infrared-emissivity ceramic holds great potential for applications in high-temperature energy conservation and aerospace thermal protection.
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