本文關(guān)鍵詞：氧化鉻綠結(jié)構(gòu)與性能的第一性原理研究

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【摘要】：氧化鉻是重要的無(wú)機(jī)顏料,由于原料、制備方法、反應(yīng)條件的不同導(dǎo)致了氧化鉻綠的形貌、顆粒度以及顏色參數(shù)的不同。對(duì)比國(guó)內(nèi)外主要廠家的Cr2O3顏料產(chǎn)品色度和成分發(fā)現(xiàn),在Cr2O3含量99%以上,其它雜質(zhì)元素的種類(lèi)、含量相近的情況下,色度參數(shù)卻有很大的差異。對(duì)于導(dǎo)致這種差異的本質(zhì)原因的研究報(bào)道較少。本文通過(guò)Cr2O3的不同實(shí)驗(yàn)制備結(jié)果,對(duì)Cr2O3的呈色進(jìn)行了系統(tǒng)的研究;通過(guò)理論計(jì)算,更深層次揭示了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)Cr2O3性質(zhì)的影響,預(yù)測(cè)了結(jié)構(gòu)參數(shù)與性能的關(guān)系,為不同性能Cr2O3的制備及工藝優(yōu)化提供分析依據(jù)。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),與商業(yè)Cr2O3顏料的制備方法對(duì)比,純CrOOH通過(guò)熱分解法同樣可以制備出來(lái)的Cr2O3顏料的顏色為黃綠色,而且具有較高的近紅外反射率(84%),Ti的摻雜可以增大Cr2O3的近紅外反射率,而且其顏色還可以保持明亮的黃綠色;CrOOH在不同氣氛下制備Cr2O3顏料的形貌,Cr2O3含量各不相同,全程通氧制得的樣品形貌呈球狀,顆粒均勻,Cr2O3含量最高,與商業(yè)樣品最相似,全程通氮制得的樣品形貌呈扁片狀,顆粒表面附有雜質(zhì),Cr2O3含量最低。不同氣氛下制備Cr2O3顏料的形貌和Cr2O3含量的不同導(dǎo)致了Cr2O3顏料的顏色參數(shù)和晶胞參數(shù)也各不相同;在100%N2-0%O2下,硫銨法制備出來(lái)的樣品為NaCrS2,在較高氧分壓下制備出來(lái)的樣品為Cr2O3,我們推測(cè)是NaCrS2反應(yīng)的中間產(chǎn)物。較高含氧量情況下,硫銨法制備出來(lái)的樣品均為Cr2O3,不同氣氛下制備Cr2O3顏料的顏色參數(shù)和晶胞參數(shù)也各不相同。模擬計(jì)算得出,Cr2O3的基態(tài)磁結(jié)構(gòu)為反鐵磁(AFM),其磁結(jié)構(gòu)在晶格應(yīng)變的情況下可以發(fā)生轉(zhuǎn)變。在基態(tài)磁結(jié)構(gòu)下,晶格的壓縮,O-2p電子和Cr-3d電子的態(tài)密度值降低,導(dǎo)帶向高能方向移動(dòng),價(jià)帶向低能向低能方向飄移,價(jià)從而使帶隙變寬。晶格拉伸時(shí),呈現(xiàn)出相反的變化;介電函數(shù)和反射率隨著晶格應(yīng)變的變化規(guī)律相同。晶格拉伸或者壓縮時(shí),Cr2O3特征吸收峰的峰位和峰強(qiáng)都發(fā)生了明顯的變化,這些變化直接影響著Cr2O3的顏色參數(shù);a軸方向拉應(yīng)變使L*減小,壓應(yīng)變使L*增大,b軸方向應(yīng)變對(duì)L*影響不大;拉伸對(duì)a*的影響更大,a*對(duì)a軸方向上的應(yīng)變更敏感;壓應(yīng)變對(duì)b*影響更大,b*對(duì)a軸方向上的應(yīng)變更敏感。
【關(guān)鍵詞】：第一性原理 氧化鉻 顏色參數(shù) 晶格應(yīng)變 電子結(jié)構(gòu) 反射率
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TQ622.21
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究的背景及意義11-12
• 1.2 氧化鉻綠的基本性質(zhì)及用途12-13
• 1.2.1 無(wú)機(jī)顏料12-13
• 1.2.2 涂層材料13
• 1.2.3 耐火材料13
• 1.3 顏色產(chǎn)生的機(jī)理13-17
• 1.3.1 配位場(chǎng)理論與顏色的關(guān)系13-15
• 1.3.2 氧化鉻呈色機(jī)理15-17
• 1.4 氧化鉻材料常用的制備方法17-18
• 1.4.1 紅礬鈉與硫酸銨熱分解法17-18
• 1.4.2 鉻酸酐熱分解法18
• 1.4.3 重鉻酸鉀硫磺還原法18
• 1.5 氧化鉻綠性能的影響因素18-19
• 1.5.1 制備原料19
• 1.5.2 制備工藝19
• 1.5.3 制備樣品顆粒度19
• 1.6 本文主要的研究?jī)?nèi)容及研究方法19-21
• 第二章 氧化鉻的制備及性能測(cè)試21-27
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料和儀器設(shè)備21-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料21
• 2.1.2 儀器設(shè)備21-22
• 2.2 氧化鉻材料的新工藝制備22-23
• 2.2.1 CrOOH熱分解制備氧化鉻22
• 2.2.2 摻雜Ti的CrOOH熱分解制備氧化鉻22
• 2.2.3 O_2和N_2氣氛下的CrOOH熱分解制備氧化鉻22
• 2.2.4 不同比例的O_2-N_2氣氛下硫銨法制備氧化鉻22-23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)制備氧化鉻材料的性能測(cè)試結(jié)果23-25
• 2.3.1 樣品氧化鉻的X射線(xiàn)衍射結(jié)果23-24
• 2.3.2 樣品氧化鉻的電子掃描結(jié)果24
• 2.3.3 樣品氧化鉻的傅立葉紅外光譜測(cè)試結(jié)果24
• 2.3.4 樣品氧化鉻的紅外反射率測(cè)試結(jié)果24-25
• 2.3.5 樣品氧化鉻的色度測(cè)試結(jié)果25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 制備氧化鉻的性能分析27-41
• 3.1 CrOOH熱分解制備氧化鉻27-31
• 3.1.1 樣品氧化鉻的X射線(xiàn)分析27-28
• 3.1.2 樣品氧化鉻的紅外反射率分析28-29
• 3.1.3 樣品氧化鉻的顏色參數(shù)對(duì)比29-30
• 3.1.4 樣品氧化鉻的掃描電鏡分析30-31
• 3.2 摻雜Ti的CrOOH熱分解制備氧化鉻31-34
• 3.2.1 摻雜Ti的樣品氧化鉻的XRD分析31-32
• 3.2.2 摻雜Ti的樣品氧化鉻紅外反射率對(duì)比分析32
• 3.2.3 Ti摻雜對(duì)樣品氧化鉻的微觀形貌的影響32-33
• 3.2.4 摻雜Ti的樣品氧化鉻顏色參數(shù)對(duì)比分析33-34
• 3.3 O_2和N_2氣氛下CrOOH熱分解制備氧化鉻34-37
• 3.3.1 制備樣品的紅外光譜分析34-35
• 3.3.2 掃描電鏡(SEM)圖像對(duì)比35
• 3.3.3 顏色參數(shù)對(duì)比分析35-37
• 3.4 不同比例的O_2-N_2氣氛下硫銨法制備氧化鉻37-39
• 3.4.1 制備樣品的成分分析37-38
• 3.4.2 制備樣品的顏色性能分析38-39
• 3.5 小結(jié)39-41
• 第四章 氧化鉻的電子結(jié)構(gòu)、介電函數(shù)、反射率以及顏色參數(shù)的理論分析41-57
• 4.1 氧化鉻性能計(jì)算第一性原理計(jì)算基礎(chǔ)41-45
• 4.1.1 絕熱近似42-43
• 4.1.2 經(jīng)典核近似43
• 4.1.3 量子多體理論43-45
• 4.2 系統(tǒng)電子相互作用問(wèn)題的求解45-54
• 4.2.1 密度泛函理論(DFT)45-48
• 4.2.2 Thomas-Fermi理論48-49
• 4.2.3 Hohenberg-Kohn理論49-51
• 4.2.4 Khon-Shom方法51-54
• 4.3 解釋氧化鉻呈色的量子力學(xué)概念54-56
• 4.3.1 能帶簡(jiǎn)介54-55
• 4.3.2 態(tài)密度簡(jiǎn)介55
• 4.3.3 介電函數(shù)、反射率與氧化鉻綠的色度55-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 第五章 第一性原理在氧化鉻顏色方面的分析57-67
• 5.1 氧化鉻計(jì)算方法的確定與氧化鉻的結(jié)構(gòu)57-60
• 5.1.1 氧化鉻計(jì)算方法的確定57-58
• 5.1.2 氧化鉻的晶體結(jié)構(gòu)58
• 5.1.3 氧化鉻的磁結(jié)構(gòu)的確定58-60
• 5.2 晶應(yīng)變對(duì)氧化鉻性能影響的分析60-66
• 5.2.1 氧化鉻的電子結(jié)構(gòu)與晶格應(yīng)變的關(guān)系60-62
• 5.2.2 介電函數(shù) ε2的特征吸收峰的峰位和峰強(qiáng)與晶格應(yīng)變的關(guān)系62-63
• 5.2.3 晶格應(yīng)變對(duì)氧化鉻反射率的影響63-64
• 5.2.4 晶格應(yīng)變對(duì)氧化鉻顏色參數(shù)的影響規(guī)律64-66
• 5.3 小結(jié)66-67
• 第六章 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀學(xué)位期間取得的成果73-75
• 致謝75-76

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1 馬明光;氧化鉻綠結(jié)構(gòu)與性能的第一性原理研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

2 趙敏春;高近紅外反射率無(wú)機(jī)顏料的制備及其性能研究[D];南京理工大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：945985