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氧化铬绿结构与性能的第 一性原理研究

2022-07-13 00:00:00

氧化铬绿结构与性能的第 一性原理研究 

氧化铬是重要的无机颜料,由于原料、制备方法、反应条件的不同导致了氧化铬绿的形貌、颗粒度以及颜色参数的不同。对比国内外主要厂家的Cr2O3颜料产品色度和成分发现,在Cr2O3含量99%以上,其它杂质元素的种类、含量相近的情况下,色度参数却有很大的差异。

氧化铬绿厂家

本文通过Cr2O3的不同实验制备结果,对Cr2O3的呈色进行了系统的研究;通过理论计算,更深层次揭示了结构参数对Cr2O3性质的影响,预测了结构参数与性能的关系,为不同性能Cr2O3的制备及工艺优化提供分析依据。

实验研究发现,与商业Cr2O3颜料的制备方法对比,纯CrOOH通过热分解法同样可以制备出来的Cr2O3颜料的颜色为黄绿色,而且具有较高的近红外反射率(84%),Ti的掺杂可以增大Cr2O3的近红外反射率,而且其颜色还可以保持明亮的黄绿色;CrOOH在不同气氛下制备Cr2O3颜料的形貌,Cr2O3含量各不相同,全程通氧制得的样品形貌呈球状,颗粒均匀,Cr2O3含量高,与商业样品最相似,全程通氮制得的样品形貌呈扁片状,颗粒表面附有杂质,Cr2O3含量低。

不同气氛下制备Cr2O3颜料的形貌和Cr2O3含量的不同导致了Cr2O3颜料的颜色参数和晶胞参数也各不相同;在100%N2-0%O2下,硫铵法制备出来的样品为NaCrS2,在较高氧分压下制备出来的样品为Cr2O3,我们推测是NaCrS2反应的中间产物。较高含氧量情况下,硫铵法制备出来的样品均为Cr2O3,不同气氛下制备Cr2O3颜料的颜色参数和晶胞参数也各不相同。模拟计算得出,Cr2O3的基态磁结构为反铁磁(AFM),其磁结构在晶格应变的情况下可以发生转变。

在基态磁结构下,晶格的压缩,O-2p电子和Cr-3d电子的态密度值降低,导带向高能方向移动,价带向低能向低能方向飘移,价从而使带隙变宽。晶格拉伸时,呈现出相反的变化;介电函数和反射率随着晶格应变的变化规律相同。晶格拉伸或者压缩时,Cr2O3特征吸收峰的峰位和峰强都发生了明显的变化,这些变化直接影响着Cr2O3的颜色参数;a轴方向拉应变使L*减小,压应变使L*增 大,b轴方向应变对L*影响不大;拉伸对a*的影响更大,a*对a轴方向上的应变更敏感;压应变对b*影响更大,b*对a轴方向上的应变更敏感。


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