高性能涂层材料La2Zr2O7的反射偏振光谱特性

摘要：

稀土锆酸盐(RE2 Zr2 O7,RE为稀土元素)体系材料具有热导率低、高温相结构稳定、抗化学腐蚀和价格相对低廉等优势,近年来在热障涂层、环境障涂层和核防护涂层等领域得到广泛而深入的应用,获得了广泛关注.然而,目前对该涂层材料的研究主要还是集中在热学、力学及电学性能等,对光学性能特别是反射光的偏振特性研究则鲜见报道.以锆酸镧(La2 Zr2 O7)为代表,系统研究了稀土锆酸盐光学偏振特性,特别分析了材料表面属性与光学偏振特性的对应关系.实验中利用固相反应法分别合成制备了La2 Zr2 O7粉体和致密块体材料,并利用XRD(X-ray diffraction),Raman spectra和SEM(scanning electron microscope)等分析表征其微观结构,结果显示制备的L a2 Z r2 O7材料为立方焦绿石相结构.在光学性能分析中,分别用自然光和线偏振光作为探测光源,在不同探测角下研究其反射光偏振特性.研究表明,对于自然光入射,La2 Zr2 O7块体和粉体材料的线偏振度(DOLP)与入射光波长呈现显著的依赖关系,随着波长的增加,DOLP呈现出先增大后减小的趋势.值得注意的是在红外波段,DOLP迅速降低并接近于0,表明该材料在红外波段表现出良好的偏振隐身特性.研究还发现,在自然光入射时,致密块体材料的DOLP分别在波长～720和～773 nm出现极大值,且峰值波长对探测角度不敏感,粉体材料在～714和～774 nm附近也出现两个峰.在线偏振光入射,块体材料在大角度探测角下,DOLP在～720和～763 nm出现两个峰,与自然光入射光不同的是,同一个探测角下两个峰的峰值大小基本相同,粉体材料则在～720和～755 nm附近出现两个峰,且峰值强度减弱,说明涂层材料的粗糙度对反射光的偏振特性有一定影响,研究进一步显示,两个峰值对应的波长与探测角无显著依赖关系.本研究结果为稀土锆酸盐涂层材料的偏振光谱学的开发、应用和设计提供理论和实验支撑.

关键词：偏振光光谱、线偏振度、稀土锆酸盐、La2Zr2O7、粗糙度

所属期刊栏目：42

分类号：O433(光学)

资助基金：江苏省自然科学基金BK20211231

在线出版日期：2022-10-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：2995-2999